bloques de mamposterÍa estructural de union …

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN VILLAVICENCIO 1 PRACTICA AUXILIARES EN PROYECTO DE GRADO DE INVESTIGACION HENRY LEONARDO CRIALES CASTILLO FREDY LEOANDRO PEÑARANDA GUEVARA CAMILO ANDRES SANCHES GARCIA Auxiliar de un proyecto de investigación como requisito para optar al título de ingeniero civil Asesor técnico Ing. Saulo Andrés Olarte Buritica Ingeniero civil, magister en estructuras UNIVERCIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍAS PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 2018

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

1

PRACTICA AUXILIARES EN PROYECTO DE GRADO DE INVESTIGACION

HENRY LEONARDO CRIALES CASTILLO

FREDY LEOANDRO PEÑARANDA GUEVARA

CAMILO ANDRES SANCHES GARCIA

Auxiliar de un proyecto de investigación como requisito para optar al título de ingeniero civil

Asesor técnico

Ing. Saulo Andrés Olarte Buritica

Ingeniero civil, magister en estructuras

UNIVERCIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

2018

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

2

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

PRACTICA AUXILIARES EN PROYECTO DE GRADO DE INVESTIGACION

HENRY LEONARDO CRIALES CASTILLO

FREDY LEOANDRO PEÑARANDA GUEVARA

CAMILO ANDRES SANCHEZ GARCIA

Auxiliar de un proyecto de investigación como requisito para optar al título de ingeniero civil

Asesor técnico

Ing. Saulo Andrés Olarte Buritica

Ingeniero civil, magister en estructuras

UNIVERCIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

2018

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VILLAVICENCIO

3

AUTORIDADES ACADÉMICAS

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

Dr. MARITZA RONDÓN RANGEL

RECTOR NACIONAL

Dr. CESAR AUGUSTO PÉREZ LONDOÑO

DIRECTOR ACADÉMICO SEDE VILLAVICENCIO

Dra. RUTH EDITH MUÑOZ

DIRECTORA ADMINISTRATIVA

Dr. HENRY

DIRECTOR DE INVESTIGACIÓN DE LA SEDE

Ing. RAÚL ALARCÓN BERMÚDEZ

DECANO FACULTAD DE INGENIERÍAS

Ing. MARÍA LUCRECIA RAMÍREZ SUÁREZ JEFE DE PROGRAMA

Ing. SAULO ANDRÉS OLARTE BURITICA

COORDINADOR DE INVESTIGACIÓN PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

4

Nota de aceptación:

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

_______________________________

Firma del presidente del jurado

_______________________________

Firma del jurado

_______________________________

Firma del jurado

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

5

Villavicencio, Noviembre de 2017.

El presente trabajo llamado “bloques de mampostería estructural con adición de botellas

plásticas PET en la ciudad de Villavicencio-Meta, es responsabilidad de los autores y no

compromete a la Universidad Cooperativa De Colombia.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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6

Doy gracias primeramente a Dios por darme la salud y sabiduría, a mi madre Blanca Nidia

Castillo por ser un apoyo constante en el transcurrir de mi carrera profesional, al ing. Saulo

Olarte Buritica quien fue la persona que estuvo apoyándonos en este proceso de investigación y a

todos los que en el proceso aportaron un granito de arena para poder formarme como profesional

en ingeniería civil.

Henry Leonardo Críales Castillo.

Agradezco a Dios por permitirme ser formado en un núcleo familiar lleno de amor y unidad, por

darme la sabiduría y el entendimiento para cumplir cada una de las metas que me propongo,

agradezco a mi madre María Inés Guevara Torres por el acompañamiento y sacrificio en largas

noches de espera, a mi padre Fredy Peñaranda Leal, como hombre de gran ejemplo a seguir,

agradezco por el gran esfuerzo para hacer que este sueño sea posible, a mi hermana Erika

Xiomara Peñaranda Guevara por el apoyo brindado y las grandes enseñanzas que me ha

regalado, al ingeniero Saulo Olarte Buritica por el tiempo dedicado en cada una de las tutorías y

las grandes enseñanzas que me deja para mi desarrollo profesional.

Fredy Leandro Peñaranda Guevara

Primeramente agradezco a Dios por darme salud y sabiduría para poder culminar cada materia de

toda mi carrera, agradezco a mi mama a mi tía Sonia por cada esfuerzo, cada concejo y apoyo en

cada decisión que tomaba en el transcurso de este proyecto de vida que inicie hace algunos años

y por querer que yo sea mejor persona cada día, a cada integrante de mi familia que siempre

estuvo pendiente de mí y cada profesor que brindo su tiempo para que cada uno de sus

estudiantes saliera adelante en sus vidas.

Camilo Andrés Sánchez García

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

7

AGRADECIMIENTO

El primer agradecimiento es para Dios quien nos da vida, sabiduría y salud para poder

desarrollar esta labor en nuestro proceso profesional de ingenieros civiles.

Agradecemos a la Universidad Cooperativa De Colombia quien nos abrió las puertas para

empezar nuestra formación profesional, por prestar su laboratorio e instalaciones para llevar a

cabo esta investigación.

De igual manera al ingeniero Saulo Andrés Olarte quien nos acompañó en el proceso de

investigación guiándonos y dándonos orientación en esta.

Los autores.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

8

Tabla de contenido

INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 11

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................ 12

1.1 Formulación del problema ........................................................................................... 12

2. JUSTIFICACION .............................................................................................................. 13

3. ANTECEDENTES ............................................................................................................ 14

4. OBJETIVOS ......................................................................................................................... 19

4.1 Objetivos General ............................................................................................................ 19

4.2 Objetivos Específicos ...................................................................................................... 19

5. MARCO REFERENCIAL .................................................................................................... 20

5.1 Marco Teórico ................................................................................................................. 20

5.2 Marco Conceptual ........................................................................................................... 24

5.3 Marco Legal .................................................................................................................... 26

5.4 Marco Geográfico............................................................................................................ 30

6. DISEÑO METEODOGICO .................................................................................................. 33

6.1 Tipo de investigación....................................................................................................... 33

Fase 1 Análisis de estado de arte........................................................................................... 33

Fase 2 Recolección y limpieza del material: ......................................................................... 39

Fase 3 Trasformación de las botellas plásticas en PET. .......................................................... 40

Fase 4 Granulometría: ........................................................................................................... 42

Fase 5 Diseño de mezcla ....................................................................................................... 48

Fase 6 Fabricación de probetas: ............................................................................................. 49

Fase 7 Resistencia a la compresión: ....................................................................................... 50

Fase 8 Diseño geométrico de los bloques:.............................................................................. 55

FASE 9 Elaboración del bloque. ............................................................................................ 59

7. ANALISIS DE RESULTADOS ........................................................................................... 61

Etapa 1: Caracterización de los agregados. ............................................................................ 61

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

9

Etapa 2: Diseño de mezcla. .................................................................................................... 62

Etapa 3: Caracterización física............................................................................................... 62

Etapa 4. Caracterización mecánica ........................................................................................ 63

Etapa 5: Elaboración de los bloques de unión mecánica. ........................................................ 65

CONCLUSIONES .................................................................................................................... 68

Tabla de ilustración

Ilustración 1 Muros De Mampostería Estructural De Unión Mecánica ....................................... 33

Ilustración 2 Fabricación De Casas Con Bloques Plásticos De Unión Mecánica ........................ 36

Ilustración 3 Recolección De Botellas Plásticas PET ................................................................. 39

Ilustración 4 Almacenamiento De Las Botellas Plásticas PET ................................................... 40

Ilustración 5 Clasificación De Las Botellas Plásticas ................... Error! Bookmark not defined.

Ilustración 6 Trasformación De Las Botellas Plásticas PET ....................................................... 41

Ilustración 7 Proceso De Trituración ......................................................................................... 41

Ilustración 8 preparación Tamizaje Del PET ............................................................................. 42

Ilustración 9 Granulometría ....................................................................................................... 43

Ilustración 10 proceso de secado ............................................................................................... 43

Ilustración 11 Tamizaje Del Material ........................................................................................ 44

Ilustración 12 Foto Después Del Tamizaje ................................................................................ 45

Ilustración 13 Cemento Gris Argos Portland ............................................................................. 46

Ilustración 14 Arena De Peña .................................................................................................... 47

Ilustración 15 Camisas Metálicas .............................................................................................. 49

Ilustración 16 Muestras Cilíndricas fuente propia .................................................. 50

Ilustración 17 Tanque De Curado, Universidad Cooperativa De Colombia Cede Villavicencio . 50

Ilustración 18 Máquina De Fallas A Compresión ...................................................................... 51

Ilustración 19 Resistencia A La Compresión De Muestra Con El 4% De PET A Los 14 Días .... 52

Ilustración 20 Diseño Geométrico De Los Bloques ARMO OMEGA SA .................................. 55

Ilustración 21 Geometría De Bloques ........................................................................................ 55

Ilustración 22 Sistema Constructivo Milán ................................................................................ 56

Ilustración 23 Diseño Geométrico VAD VAD ........................................................................... 56

Ilustración 24 Diseño Geométrico Virtual Tesis ........................................................................ 58

Ilustración 25 Impresora 3D ...................................................................................................... 58

Ilustración 26 Mezcla ................................................................................................................ 59

Ilustración 27 Formaleta ............................................................................................................ 60

Ilustración 28 Curva Granulométrica Agregado PET ................................................................. 61

Ilustración 29 Vista Microscópica Del PET .............................................................................. 62

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

10

Ilustración 30 Bloque De Mampostería Estructural De Unión Mecánica Con Adición De Botellas

Plásticas PET ............................................................................................................................ 63

Ilustración 31resistencia A Compresión 0% Y 10% De PET ..................................................... 64

Ilustración 32 Grafica Resistencia A La Compresión Del 0% Al 10% De PET .......................... 65

Ilustración 33 Partes De La Formaleta De Para Los Bloques ..................................................... 66

Ilustración 34 Procesó De Colocación De Mezcla.................................................................... 67

Ilustración 35 Foto De Bloque Final .......................................................................................... 67

Tablas

Tabla 1 Localización ................................................................................................................. 31

Tabla 2 Propiedades Del Cemento Gris De Uso General ........................................................... 47

Tabla 3 Tipos De Mezclas Adición De PET Del 0% Al 10% ..................................................... 48

Tabla 4 Resultados De Pruebas A Compresión A Los 14 Días Cilindros ................................... 53

Tabla 5 Resultados Pruebas A Compresión A Los 28 Días ........................................................ 54

Tabla 6 Dosificación De Mezcla ............................................................................................... 59

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

11

INTRODUCCIÓN

En este trabajo de investigación se llama mampostería estructural de unión mecánica con

adición de botellas plásticas PET en Villavicencio. En esta investigación realizamos un diseño

geométrico de unidades de bloque de mampostería estructural siguiendo los requisitos y

reglamento de la norma N.S.R 10. Esto se hizo con el fin de dar mayor rendimiento en los

procesos constructivos y motivar a construir en estos sistemas que tienen buen comportamiento

en un evento sísmico ya que Villavicencio está catalogada como zona de amenaza sísmica alta

por lo cual se hace necesario la construcción de estructuras de disipación especial de energía.

es tal el enfoque de esta investigación el desarrollo de muros de mampostería de cavidad

reforzada los cuales se clasifican para efectos de diseño sismo resistente como uno de los

sistemas estructurales de resistencia sísmica con capacidad especial de disipación de energía en

el rango inelástico (DES) siendo a su vez este sistema muy eficaz gracias a que con este sistema

estructural los esfuerzos de cortante son muy pequeños reduciendo la posibilidad de colapso

siendo esta la causa principal por la cual una estructura falla ante un eventual sismo.

En esta investigación a los bloques de mampostería estructural su diseño de mezcla en

laboratorios usamos el plástico de botellas PET ( polietilen tereftalato) sacando un 10% en peso

de la arena y remplazándolo por PET el cual se le hicieron pruebas de granulometría, ensayos de

probetas a compresión y visualización en microscopio para observar el comportamiento que

genera el PET en relación a la compresión con probetas con el 0% de PET.

Se encuentran en esta investigación los varios tipos de diseños geométricos que construimos

y el escogido para elaborar los bloques, estas modelaciones se hicieron en una impresora de

impresión 3D, y finalmente la elaboración del molde para hacer el colocado del diseño de mezcla

para obtener el bloque de mampostería estructural con cavidad de refuerzo vertical.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

12

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El déficit de vivienda en Colombia , según el último censo del DANE cerca del

23,84%, el gobierno reconoce que dicho déficit alcanza los 2,3 millones de unidades

habitacionales, de las cuales 1,5 millones equivalen a la diferencia entre número de

hogares y unidades de vivienda(déficit cuantitativo) y 800000 corresponden a aquellas

susceptibles de ser mejoradas en términos de calidad y servicios(déficit cualitativo),es

por tal motivo el enfoque de esta investigación en la cual se busca desarrollara un

sistema constructivo innovador, con la creación de bloques de mampostería estructural

con la adición de botellas plásticas PET de unión mecánica.

Se busca fabricar un bloque de unión mecánica de maposteria estructural diferente

a los constructivos tradicionales ya que gracias a este sistema se reducirá en gran

proporción la utilización de mortero de pega para la colocación de los bloques que a su

vez constituirán muros de mampostería estructural los cuales gracias a su geometría

permiten una alineación y nivelación mucho más práctica y rápida, acelerando los

procesos constructivos de la mampostería estructural, siento este sistema estructural

ideal para esta ciudad Villavicencio la cual está catalogada como zona amenaza

sísmica alta debido a que gracias a este sistema los esfuerzos cortantes son muy

pequeños, siendo esta las causas principales por la cual las edificaciones colapsan

ante un eventual sismo.

1.1 Formulación del problema

¿Cuáles son las características mecánicas de un bloque de mampostería estructural?

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

13

2. JUSTIFICACION

Evaluar el comportamiento de bloques de mampostería estructural de unión mecánica con

porcentajes de PET en Villavicencio, ya que esta ciudad está catalogada como zona de amenaza

sísmica alta nace la motivación de innovar en un sistema constructivo seguro para viviendas

como lo es la mampostería estructural con un porcentaje de agregado PET del cual debemos

conocer cómo es la reacción que tiene el PET con la mescla arena agua cemento, que porcentaje

podemos utilizar cumpliendo las normas de resistencia a compresión.

Realizando un diseño geométrico el cual haga más fácil la construcción y colocación de

bloques de mampostería sin necesidad de llevar mortero de pega y se pueda nivelar por sí mismo

se quiere impactar con este sistema y concientizar a las personas en construir viviendas seguras

para estar preparados para un evento sísmico.

de botellas plásticas PET de unión mecánica, se busca reducir el impacto ambiental que se

genera por el PET, mediante la reutilización de las botellas plásticas PET luego de un proceso de

alistamiento para la inclusión como agregado en el diseño de mescla para los bloques de

mampostería estructural.

Con los bloques de mampostería estructural de unión mecánica el objetivo es hacer los

procesos constructivos con más fáciles y con un mayor rendimiento y en relación a esto más

económicos.

Los bloques de mampostería estructural son desarrollados con el fin de que personas con

poco conocimiento de construcción puedan construir con este sistema, que sea autoconstruible

para que personas de bajos recursos también tengas la oportunidad de construir sus viviendas de

calidad con mayor seguridad a eventuales sismos.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

14

3. ANTECEDENTES

Este trabajo se enfoca a investigaciones anteriores relacionadas a la mampostería estructural

ya en muchos países están buscado nuevas formas de innovar en la mampostería estructural

como lo es México, Brasil, chile entre otros.

Concreto hidráulico adicionado con botellas plásticas PET recicladas.

Universidad cooperativa de Colombia cede Villavicencio 2013.

Objetivo:

Estudiar el comportamiento de resistencia mecánica a compresión y flexión del

concreto adicionado con fibras y micro partículas de PET.

Determinar el dimensionamiento de las partículas y micro partículas de PET

mediante el proceso de tamizaje para la determinación de tamaños mínimos y máximos

de adición para el concreto.

Caracterizar la matriz cementicia del concreto elaborado a partir del diseño de la

mezcla de concreto adicionada con fibras y micro partículas de botellas PET recicladas

mediante el análisis de microscopia electrónica de barrido.

Comparar las resistencias mecánicas del concreto convencional y el concreto

agregado con fibras y micro partículas de botellas PET recicladas.

Actualmente el mundo atraviesa por una crisis generada por los residuos sólidos

como agentes contaminantes del medio ambiente, no ajenos a esta problemática se

encuentra inmersa la ciudad de Villavicencio, departamento del Meta, debido al aumento

poblacional, el consumismo y la falta de una cultura ecológica; ante esta preocupación,

vemos la participación de diversos sectores de la ingeniería orientados a buscar

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

15

soluciones en el uso de materiales no convencionales, con el fin de adaptarlos e

incorporarlos dentro del uso de proyectos de ingeniería civil; Al mismo tiempo vemos la

necesidad de mejorar las características del concreto hidráulico, mediante aditivos, que le

brindan propiedades que mejoran su comportamiento ante algún agente específico.

En la siguiente investigación se describen los procesos que determinan los

métodos mediante los cuales se incorpora el PET (polietilen-tereftalato) en la mezcla de

concreto convencional, donde se usan técnicas (basadas en resultado de los análisis de

ensayos que se llevan a cabo para medir las diferentes características del concreto)

propias del uso de materiales no convencionales para la construcción. Existen diversos

estudios a nivel internacional de mezclas de concreto adicionadas con partículas de

botellas hechas de PET, donde se arrojan resultados óptimos de resistencia con adiciones

hasta del 25% de agregado PET, analizando el comportamiento a la compresión así como

a la tensión, se vislumbran características sobresalientes a la hora de analizar el

funcionamiento del PET en obras civiles.

Por el anterior motivo, se propone en este trabajo de grado, que se enfoca en la

utilización de los residuos de botellas PET como agregado en la elaboración de concretos

utilizados para la construcción, utilizar este material como agregado del concreto

hidráulico para darle un alto desempeño y al mismo tiempo generar soluciones

ambientales en la cual se pueda dar utilidad a este tipo de materiales contaminantes.

Dentro del proceso de producción del concreto, la correcta medida de cada uno de

los ingredientes que componen la mezcla, es decir su dosificación, constituye un aspecto

extremadamente fundamental al cual pocas veces se le da la importancia necesaria. 22

El procedimiento de mezclas de concreto o diseño de mezclas es un proceso que

consiste en la selección de los ingredientes disponibles (cemento, agua, agregados y

aditivos) y la determinación de sus cantidades relativas para producir, tan

económicamente como sea posible, concreto con el grado requerido de manejabilidad que

al endurecer a la velocidad apropiada adquiera las propiedades de resistencia,

durabilidad, peso unitario, estabilidad de volumen y apariencia adecuadas. Estas

proporciones dependen de las propiedades y características de los ingredientes usados, de

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

16

las propiedades particulares del concreto especificado, y de las condiciones bajo las

cuales el concreto será producido y colocado.

Modelación Con Elementos Finitos De Muros De Mampostería Estructural

Ortogonales

Universidad nacional de Colombia, Francisco Javier Marulanda Ocampo, 2012

Objetivos:

Caracterizar estructuralmente el comportamiento de la mampostería estructural para su

modelación por software de computador, determinando los parámetros mecánicos característicos

del modelo como son los módulos de elasticidad y las resistencias a la compresión de las

unidades de ladrillo, del mortero de relleno, del mortero de pega y de los muretes con celdas

vacías y de los muretes con celdas llenas.

Obtener un solo material equivalente que caracterice la mampostería, a partir de las

propiedades mecánicas de los materiales que la constituyen para modelar y analizar la

mampostería estructural por elementos finitos tipo shell de malla gruesa. Determinar las

densidades de mallado de elementos finitos tipo shell, de un solo material equivalente, necesarias

para la modelación de los muros de mampostería.

Determinar los factores de forma a utilizar en el cálculo de la rigidez trasnacional, en su

plano, para muros de mampostería de diferentes formas como T, I, L, Z, C y otros de uso común

en edificaciones, teniendo en cuenta el efecto que tienen las aletas del muro en el factor de

forma, y hallar el tipo de muro que se debe utilizar en el análisis manual para conservar un factor

de forma fs constante para todos los muros de piso unidos por un diafragma rígido.

Determinar la forma del muro a utilizar y el efecto que se tiene al idealizar, en una

edificación, los muros en voladizo o como muros doblemente empotrados, aplicado en el análisis

manual de una edificación que contenga un diafragma rígido mediante la comparación con

modelos de elementos finitos.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

17

Determinar los efectos que se tienen, en el análisis estructural de una edificación de

mampostería, por la idealización de los muros de mampostería, de diferentes formas, como

muros en voladizo o como muros doblemente empotrados.

RESUMEN: En este trabajo final se obtienen los parámetros para la homogenización de

muros de mampostería y su aplicación en el análisis manual o en la modelación por elementos

finitos, teniendo en cuenta la interrelación existente entre los muros de mampostería estructural

dispuestos de manera ortogonal. Se obtiene un solo material equivalente que caracteriza la

mampostería, a partir de las propiedades mecánicas de los materiales que la constituyen y se

obtienen las densidades de mallado de elementos finitos tipo shell a usar. Se determinaron los

factores de forma a utilizar en el cálculo de la rigidez para muros de uso común en edificaciones,

teniendo en cuenta el efecto que tienen las aletas del muro en el factor de forma, y se halló el tipo

de muro que se debe utilizar en el análisis manual para conservar un factor de forma fs constante

para todos los muros de piso unidos por un diafragma rígido. Se determinó la forma del muro a

utilizar y el efecto que se tiene al idealizar, en una edificación, los muros en voladizo o como

muros doblemente empotrados, aplicado en el análisis manual de una edificación que contenga

un diafragma rígido mediante la comparación con modelos de elementos finitos. Se determinaron

los efectos que se tienen, en el análisis estructural de una edificación de muros de mampostería,

por la idealización de los muros de diferentes formas, como muros en voladizo o como muros

doblemente empotrados.

Diseño de bloques de hormigón en Rep. Dom. Con características capaces de reducir

tiempo de colocación en un sistema de mampostería en el año 2014.

Damariel Cáceres Marte, Bachiller, Alana Céspedes Morán, Bachiller, Juan Carlos Cobián

Salas, Bachiller, Geraldo Díaz Vásquez, Bachiller, Patricio Genao Linares, Bachiller, Valentina

Mateo Guzmán, Bachiller, Perla L. Sánchez Riveras, Bachiller, Carlos Rojas Martin, Bachiller.

Instituto Tecnológico de Santo Domingo, Distrito Nacional, Republica Dominicana,

Mentor: Tulio Rodríguez, PhD

Instituto Tecnológico de Santo Domingo, República Dominicana,

[email protected]

Page 18: BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION …

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

18

Resumen-La eficientización de los procesos constructivos es una meta que todo ingeniero

civil ansía alcanzar en sus proyectos. No sólo en la disminución de tiempo de duración o

desperdicio de materiales sino también en la mejora de calidad en los procesos.

El Level Block es una herramienta diseñada con la finalidad de ahorro de tiempo en mano

de obra y materiales durante la actividad de posicionamiento y nivelación de bloques. Al

proporcionarle al bloque tradicional una forma en la cual encajan y se acoplan dos o más

bloques, se busca lograr eficacia, comodidad y calidad durante el transcurso de las actividades

mencionadas anteriormente.

Basado en estudios y pruebas realizadas durante el trayecto del proyecto, el Level Block nos

proporciona una mayor unificación al elemento de mampostería lo cual nos aporta, en adición a

los beneficios mencionados anteriormente, una mayor resistencia.

La industrialización del Level Block sería un gran avance en el ámbito de

construcción. Debido a su facilidad de uso y amplios beneficios, la introducción de este

producto al mercado causaría un gran impacto positivo en la mampostería y por lo tanto

una sustancial eficientización de procesos comparado con el uso de bloques tradicionales.

Page 19: BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION …

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

19

4. OBJETIVOS

4.1 Objetivos General

Elaborar bloques de mampostería estructural de unión mecánica con adición de

botellas plásticas PET en Villavicencio.

4.2 Objetivos Específicos

Evaluar el estado del arte de las investigaciones realizadas para la inclusión de PET

triturado en mezclas de concreto.

Realizar el diseño geométrico de los bloques de mampostería estructural con adición

de botellas plásticas PET.

Realizar ENSAYOS MECANICOS de los diseños de mezcla verificando el

cumplimiento de la NSR 10.

Page 20: BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION …

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

20

5. MARCO REFERENCIAL

5.1 Marco Teórico

Mampostería estructural: La mampostería estructural es un sistema compuesto por

bloques de concreto u otros materiales que conforman sistemas monolíticos que pueden resistir

cargas de gravedad, sismo y viento. Este sistema está básicamente fundamentado en la

construcción de muros colocados a mano, de perforación vertical, reforzadas internamente con

acero estructural y alambres de amarre, los cuales cumplen todas las especificaciones propuestas

en el Título D de la NSR – 10. (Concreto, 2015)

Tipos de muros de mampostería:

Muro de carga : Muro con área en planta mayor que 0.04 m2, proyectado para soportar

otras cargas además de su peso propio. (NRS-10, 2010)

Muro transverso: Muro que soporta acciones horizontales en su plano. (NRS-10, 2010)

Muro arriostrante: Muro transverso perpendicular a otro muro para arriostrarlo contra

acciones laterales o pandeo y estabilizar el edificio. (NRS-10, 2010)

Muro sin carga: Muro no resistente cuya eliminación no perjudica a la integridad del resto

de la estructura. (NRS-10, 2010)

Resistencias de la mampostería

Resistencia a compresión: Es la resistencia a compresión sin tener en cuenta los efectos de

las coacciones de sustentación, esbeltez o excentricidad de cargas. (NRS-10, 2010)

Resistencia a corte: Resistencia de la mampostería sometida a esfuerzos cortantes.

Resistencia a flexión: Resistencia de la mampostería a flexión pura. (NRS-10,

2010)Resistencia de anclaje por adherencia: La resistencia de adherencia por unidad de

superficie entre la armadura y el hormigón o mortero, cuando la armadura está sometida a

esfuerzos de tracción o compresión. (NRS-10, 2010)

Page 21: BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION …

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

21

Diámetros máximos y mínimos permitidos para el refuerzo: Los refuerzos que se

empleen en la mampostería estructural deben cumplir los diámetros máximos y mínimos

expuestos en este párrafo. (NRS-10, 2010)

Para refuerzo longitudinal en celdas y cavidades que se inyectan: El refuerzo

longitudinal que se coloca dentro de celdas de unidades de perforación vertical, celdas de

unidades especiales tipo viga o cavidades que posteriormente se inyectan con mortero debe

cumplir los siguientes requisitos:

El diámetro mínimo es 10 mm.

Para muros con espesor nominal de 200 mm o más no puede tener un diámetro mayor que

25 mm.

Para muros de menos de 200 mm. de espesor nominal no puede tener un diámetro mayor

que 20 mm.

El diámetro no puede exceder la mitad de la menor dimensión libre de la celda. (NRS-10,

2010)

Numero de varillas por celda vertical: En la mampostería de unidades de perforación

vertical solo debe colocarse una varilla de refuerzo vertical por celda. Cuando la dimensión

menor de la celda sea mayor de 140 mm se permite colocar dos varillas por celda siempre y

cuando su diámetro no sea mayor de 16 mm. (NRS-10, 2010)

Barras en paquete: Cuando se permiten colocar dos varillas por celda en la mampostería

de unidades de perforación vertical, las varillas pueden ser colocadas en paquete y en contacto

para actuar como una unidad. Los puntos de corte de las varillas individuales de un paquete

deben estar espaciados como mínimo 40 veces el diámetro de la varilla. (NRS-10, 2010)

Distancia entre la varilla y el borde interior de la celda: El espesor de mortero de relleno

entre el refuerzo y la unidad de mampostería no debe ser menor de 13 mm. (NRS-10, 2010)

Recubrimiento del refuerzo: La distancia de recubrimiento de las varillas de refuerzo en

mampostería de unidades de perforación vertical es la siguiente: (NRS-10, 2010)

Recubrimiento de las varillas colocadas en celdas: Las varillas de refuerzo deben tener un

recubrimiento incluyendo el mortero de relleno y la pared de la unidad de mampostería no menor

a los dos valores siguientes: Para mampostería expuesta al contacto con la tierra o intemperie:

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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0.51 mm para varillas mayores a 16 mm.0.38 mm para varillas menores o iguales a 16 mm, Para

mampostería no expuesta al contacto con la tierra o intemperie: 0.38 mm. (NRS-10, 2010)

PET: (cientificos.com, 2005) El PET (Poli Etilén Tereftalato) perteneciente al grupo de los

materiales sintéticos denominados poliésteres, fue descubierto por los científicos británicos

Whinfield y Dickson, en el año 1941, quienes lo patentaron como polímero para la fabricación

de fibras. Se debe recordar que su país estaba en plena guerra y existía una apremiante necesidad

de buscar sustitutos para el algodón proveniente de Egipto. Recién a partir de 1946 se lo empezó

a utilizar industrialmente como fibra y su uso textil ha proseguido hasta el presente. En 1952 se

lo comenzó a emplear en forma de film para el envasamiento de alimentos. Pero la aplicación

que le significó su principal mercado fue en envases rígidos, a partir de 1976; pudo abrirse

camino gracias a su particular aptitud para el embotellado de bebidas carbonatadas.

Es el polímero para el cual los fabricantes de máquinas internacionales han dedicado el

mayor esfuerzo técnico y comercial. Efectivamente, los constructores han diseñado ex profeso y

con inversiones cuantiosas, equipos y líneas completas perfectamente adaptadas a los parámetros

de transformación del PET, cuya disponibilidad accesesible a todos los embotelladores, unida a

la adecuada comercialización de la materia prima, permitió la expansión de su uso en todo el

mundo.

Propiedades Del PET

Procesable por soplado, inyección, extrusión. Apto para producir frascos, botellas,

películas, láminas, planchas y piezas.

Transparencia y brillo con efecto lupa.

Excelentes propiedades mecánicas.

Barrera de los gases.

Biorientable-cristalizable.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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Esterilizable por gamma y óxido de etileno.

Costo/ performance.

Ranqueado N°1 en reciclado.

Liviano (cientificos.com, 2005)

Desventajas:

Secado: Todo poliéster tiene que ser secado a fin de evitar pérdida de propiedades. La

humedad del polímero al ingresar al proceso debe ser de máximo 0.005% (cientificos.com, 2005)

Temperatura: Los poliésteres no mantienen buenas propiedades cuando se les somete a

temperaturas superiores a los 70 grados. Se han logrado mejoras modificando los equipos para

permitir llenado en caliente. Excepción: el PET cristalizado (opaco) tiene buena resistencia a

temperaturas de hasta 230 ° C.

Ventajas:

Propiedades únicas: Claridad, brillo, transparencia, barrera a gases u aromas, impacto,

termoformabilidad, fácil de imprimir con tintas, permite cocción en microondas.

Costos / performances: El precio del PET ha sufrido menos fluctuaciones que el de otros

polímeros como PVC-PP-LDPE-GPPS en los últimos 5 años.

Disponibilidad: Hoy se produce PET en Sur y Norteamérica, Europa, Asia y Sudáfrica.

Reciclado: El PET puede ser reciclado dando lugar al material conocido como RPET,

lamentablemente el RPET no puede emplearse para producir envases para la industria

alimenticia debido a que las temperaturas implicadas en el proceso no son lo suficientemente

altas como para asegura la esterilización del producto. (cientificos.com, 2005)

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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Características del PET:

Biorientación: Permite lograr propiedades mecánicas y de barrera con optimización de

espesores.

Esterilización: El PET resiste esterilización química con óxido de etileno y radiación

gamma

Alternativas ecológicas:

Reuso de molienda

Retornabilidad

Fibras

Polioles para poliuretanos

Poliésteres no saturados

Envases no alimenticios

Alcohólisis/ Metanólisis

Incineración (cientificos.com, 2005)

5.2 Marco Conceptual

En el presente aparecen definiciones de las variables contempladas en el problema y

objetivos de esta investigación.

PET Pertenece al grupo de los materiales sintéticos denominados poliésteres. Fue

descubierto por los científicos británicos Whinfield y Dickson, en el año 1941, quienes lo

patentaron como polímero para la fabricación de fibras. Se debe recordar que su país estaba en

plena guerra y existía una apremiante necesidad de buscar sustitutos para el algodón proveniente

de Egipto. Recién a partir de 1946 se lo empezó a utilizar industrialmente como fibra y su uso

textil ha proseguido hasta el presente. En 1952 se lo comenzó a emplear en forma de film para el

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

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embasamiento de alimentos. Pero la aplicación que le significó su principal mercado fue en

envases rígidos, a partir de 1976; pudo abrirse camino gracias a su particular aptitud para el

embotellado de bebidas carbonatadas. (plasticos, 2011)

Unión mecánica: las uniones mecánicas son las que transmiten los esfuerzos de una pieza

de mampostería estructural a otra mediante colocación de su forma geométrica que hace que

encaje una conforme a la otra sin necesidad de mortero de pega.

Bloque: es un mampuesto elaborado con arena, cemento, agua y un porcentaje de PET

utilizado para mampostería estructural con dimensiones 20X40X14 cm

Dovela: las dovelas son piezas de acero cuadradas macizas las cuales bajan vertical por los

orificios de las piezas de bloques, estas están encargadas de reducir los cortantes en la estructura.

Adsorción: es el incremento de masa debido al agua en los poros del material, pero sin

incluir agua adherida a la superficie exterior de las partículas, expresado en un porcentaje de la

masa seca.

Resistencia a compresión: Esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga

de aplastamiento. La resistencia a la compresión de un material que falla debido a la rotura de

una fractura se puede definir, en límites bastante ajustados, como una propiedad independiente.

Sin embargo, la resistencia a la compresión de los materiales que no se rompen en la compresión

se define como la cantidad de esfuerzo necesario para deformar el material una cantidad

arbitraria. La resistencia a la compresión se calcula dividiendo la carga máxima por el área

transversal original de una probeta en un ensayo de compresión.

Partículas: es cualquier parte o cuerpo muy pequeño de algo como ejemplo las partículas

minerales o subatómicas.

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). El tamaño de partícula del agregado

se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde la malla No. 100(150

micras) hasta 9.52 mm.

Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a

las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de mallas.

Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece números de

tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado grueso. La arena o

agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula.

La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los

agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo,

economía, porosidad, contracción y durabilidad del concreto.

Prefabricado: se aplica a aquello que el comprador o usuario debe montar o armar a partir

de componentes principales que ya vienen terminados desde el lugar de origen. Esto quiere decir

que las partes más importantes de un producto prefabricado se desarrollan en un sitio, pero el

armado final y el ensamble tienen otro lugar.

Proceso de triturado: es coger un material y cambiar su forma normal a partículas

pequeñas con el PET hicimos esto con el fin de volverlo casi polvo para poder usarlo en la

mezcla con ayuda de máquinas trituradoras de la universidad cooperativa cede Villavicencio

5.3 Marco Legal

5.3.1 análisis granulométrico de suelo por tamizado I.N.V.E. 123-07

Objeto: el análisis granulométrico tiene por objeto la determinación cuantitativa de la

distribución de tamaños de partículas de suelo.

Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelos que pasan por

distintos tamices de la serie empleada en el ensayo. Hasta el de 75 um (No. 200).

5.3,2 resistencia a la compresión de cilindros de concreto I.N.V.E 410-07

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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Objeto: este ensayo se refiere a la determinación de la resistencia a la compresión de

especímenes cilíndricos de concreto, tanto cilindros moldeados como núcleos extraídos y se

limita a concretos con un peso unitario superior 800 kg/𝑚3

El ensayo consiste en aplicar una carga axial de compresión a cilindros moldeados o a

núcleos, a una velocidad de carga prescrita, hasta que se presente la falla. La resistencia a la

compresión del espécimen se determina dividiendo la carga aplicada durante el ensayo por la

sección transversal de éste.

Los valores establecidos en unidades SI deben ser considerados como la norma.

Esta norma no pretende considerar los problemas de seguridad asociados con su uso, si los

hay. Es responsabilidad de quien la emplee establecer prácticas apropiadas de seguridad y

salubridad y determinar la aplicación de limitaciones regulatorias antes de su empleo.

5.3.3 diseño de mezcla ACI 211

Este método de usa para la determinación de las proporciones de los materiales

contribuyentes en los hormigones expuestos a diferentes condiciones de carga y ambiente de

exposición.

5.3.4 ensayo de densidad

El objeto es hallar la densidad del bloque para esto se realiza este ensayo recubriendo el

bloque en parafina para que no absorba agua, después se ingresa a un recipiente y se toma el

volumen desplazado luego se pesa el bloque y con esto se halla la densidad que es

masa/volumen.

5.3.5 ensayo de absorción para tubos de concreto simple, concreto reforzado y gres

I.N.V.E -602-17

Objeto: El ensayo consiste en determinar el porcentaje de aumento en el peso de una

muestra de la pared en nuestro caso el bloque de mampostería estructural con adición de PET,

este se seca en un horno y se toma la muestra de su peso luego se sumerge por 24 horas se retira

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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y se seca superficialmente y se pesa de nuevo después de obtener estos datos se calcula el

porcentaje de absorción.

5.3.6 Reglamento Colombiano de construcción sismo resistente N.S.R 10 Titulo D –

Mampostería estructural.

El titulo D mampostería estructural del reglamento colombiano de construcción sismo

resistente N.R.S 10 fue donde nos fundamentamos para la investigación de este proyecto que

cumpla con los requisitos que exige la norma como algunos que vamos a resumir y relacionar:

(D.3.1.1 N.S.R 10) requisitos para los materiales: los materiales utilizados en las

construcciones de mampostería estructural deben cumplir los requisitos de calidad especificados

en el presente capitulo. Este cumplimiento debe comprobarse mediante ensayos realizados sobre

muestras representativas.

(D.3.1.2 N.SR 10) ensayos de control de calidad de los materiales: los ensayos de los

materiales se deben realizar siguiendo los procedimientos establecidos en la norma técnica

colombina NTC respectivas. A falta de ellas deben seguirse las normas correspondientes de la

sociedad americana para ensayos de materiales ASTM, mencionadas en el reglamento. En D2.3

se indican las normas adoptadas para el presente titulo las cuales hacen parte el: D.3.2

(CEMENTO Y CAL), D.3.3 (ACERO DE REFUERZO), D.3.4(MORTERO DE PEGA)

(D.3.5 N.S.R 10) mortero de relleno: los morteros de relleno utilizados en construcciones

de mampostería deben cumplir la norma NTC 4048 (ASTM C476). Deben ser de buena

consistencia y con fluidez suficiente para penetrar en las celdas de inyección sin segregación.

(D.3.6.4 N.S.R 10) unidades de mampostería de perforación vertical: la mampostería de

perforación vertical (bloque) se pueden utilizar en las construcciones de mampostería estructural

de todos los tipos clasificados D.2.1 pueden ser de concreto, arcilla o silico-calcareas. Se

establecen, además, para este tipo de unidades los siguientes requisitos:

(D.3.6.4.1) dimensiones de las celdas y las paredes: el área de las celdas verticales de la

pieza de mampostería en posición normal, no puede ser mayor que el 65% del área de la sección

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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transversal. Las celdas verticales u horizontales continuas en donde se coloque el refuerzo no

puede tener una dimensión menor de 50mm, ni menos de 3000 mm^2 de área. Las paredes

externas no pueden tener un espesor menor que el establecido en la tabla D.3.6.1

(D.4..2.1 N.R.S10) embebido del refuerzo: todo refuerzo que se emplee en los diferentes

tipos de mampostería estructural debe estar embebido en concreto; mortero de relleno o mortero

de pega, y debe estar localizado de tal manera que se cumplan los requisitos de recubrimientos

mínimos, anclaje, adherencia, separación mínima y máxima con respecto a las unidades de

mampostería y otros refuerzos.

(D.4.2.2 N.R.S 10) diámetros máximos y mínimos permitidos para el refuerzo: los

refuerzos que se empleen en la mampostería estructural deben cumplir los siguientes requisitos:

(D.4.2.2.1 N.R.S 10) refuerzo longitudinal en celdas y cavidades que se inyectan: el

refuerzo longitudinal que se coloca dentro de celdas de unidades de perforación vertical, celdas

de unidades especiales tipo viga o cavidades que posteriormente se inyectan con mortero debe

los siguientes requisitos:

a. el diámetro mínimo es No 3 (3/8’’) o 10M (10mm)

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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b. para muros con espesor nominal de 200mm o mas no puede tener un diámetro mayor que

No 8 (1’’) o 25M (25mm).

c. para muros de menos de 200mm de espesor nominal no puede tener un diámetro mayor a

No 6 (3/4’’) o 20M (20mm).

d. el diámetro no puede exceder 1/3 de la menor dimensión libre de la celda

(D.4.2.4.2) recubrimiento de barras colocadas en celdas: las barras de refuerzo deben

tener un recubrimiento, incluyendo el mortero de relleno y la pared de la unidad de mampostería,

no menor de lo siguiente:

a. para mampostería expuesta al contacto con la tierra o intemperie: 50mm para barras

mayores a No.5 (5/8’’) o 16M (16mm) o 40mm para barras menores o iguales a No.5 (5/8’’) o

16M (16mm).

b. para mampostería no expuesta al contacto con la tierra o intemperie: 40 mm

esta fueron unas de las normas que tuvimos que tener en cuenta para nuestro diseño

geométrico del bloque entre otras.

5.4 Marco Geográfico

El Departamento del Meta. Tiene una extensión de 85.635 km2. Localizado en la región

de la Orinoquia, al oriente del territorio nacional, entre los 4º 55' y 1° 35' de Latitud Norte y los

74º 54' y 71º 3' de Longitud Oeste. Su capital Villavicencio, se encuentra a los 4º 08' 12” de

Latitud Norte y 73º 39' 06” de Longitud Oeste. La jurisdicción departamental está dada por los

límites oficiales, los cuales se encuentran definidos en la Ley 118 de 1959. Al norte limita con

Cundinamarca y Casanare, al oriente con Vichada, al occidente con Huila, al suroccidente con

Caquetá y al sur con Guaviare. A la fecha cuenta con 29 municipios.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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El municipio de Villavicencio. Capital del Departamento del Meta, es el centro comercial

más importante de los Llanos Orientales, con una población urbana de 384.131 habitantes. Está

situada en el Piedemonte de la Cordillera Oriental, al occidente del departamento del Meta, en la

margen izquierda del río Guatiquía. Su clima es cálido y muy húmedo, con temperaturas medias

de 27 ºC. Se encuentra a 89,9 km al sur de la capital de Colombia, Bogotá, a dos horas por la

Autopista al Llano.

L

ocaliz

ación:

Tabla 1 Localización

a) Latitud 04°09'00,83" N

b) Longitud 73°38'24,26" O

c) Superficie 1.328 km²

d) Altitud 467 msnm

e) Temperatura 27°C

Fuente. Gobernación del Meta. 2012.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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f) Fundación 1842

g) Población

total

527.000 habitantes. DANE (2013).

h) Densidad 242,26 hab. /km²

i) Gentilicio Villavicense

Con un turismo de calidad la ciudad ha sabido sacar el mejor provecho para atraer a

turistas de cualquier edad. Hoy se destaca en especial el turismo de rumba, que seduce en

particular a los jóvenes que llegan de cualquier rincón del país a disfrutar del baile y la música.

Otro aspecto que le ha cambiado la cara a la ciudad es la dinámica comercial que se

evidencia en la construcción de centros comerciales como Unicentro, Viva, primavera urbana y

Llanocentro, este último con una amplia y exclusiva vista por primera en la ciudad.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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6. DISEÑO METEODOGICO

En el siguiente capítulo se busca establecer el desarrollo de la investigación de tipo

descriptivo con diseño experimental en la cual atreves de variables cuantitativas se evalúa el

comportamiento de bloques de unión mecánica adicionados con botellas plásticas PET.

6.1 Línea de investigación

Materiales suelos y estructuras.

Fase 1 Análisis de estado de arte.

Se realiza un estudio a las investigaciones relacionadas al desarrollo de nuevas

tecnologías para la creación de bloques de unión mecánica, incluyendo la norma técnica para

la elaboración de bloques de mampostería estructural, luego se investiga detalladamente el

estado de uso del PET en mezclas de concreto hidráulico.

FOTOGRAFIA 1 Muros de mampostería estructural de unión mecánica.

Fuente: Armados Omega SA:

10/11/2015 in Emprendedores. Tags: ARMO, emprendedores, inadem, innovación, mercado

internacional, TechBA Madrid, vivienda sustentable

Ilustración 1 Muros De Mampostería Estructural De Unión

Mecánica

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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Armados Omega SA. De CV. (ARMO®) es una empresa Mexicana fundada en el año 2007.

ARMO ha desarrollado un sistema constructivo innovador que reduce los costos de construcción

de todo tipo de muros. Esto es posible gracias al diseño Geométrico desarrollado por Armados

Omega del sillar ARMO®

La innovación en su propuesta para solucionar el problema de vivienda en zonas marginadas

fue la pauta para que ARMO participara como uno de los casos de éxito de la Semana Nacional

del Emprendedor 2015 que organizó el Instituto Nacional del Emprendedor (INADEM) en

Ciudad de México.

Con el sistema de ARMO es posible construir una habitación en tan sólo dos horas y

contribuir a que más personas tengan acceso a la vivienda. El reconocimiento ha sido posible

gracias al compromiso y el esfuerzo constantes del arquitecto Jorge Capistrán, fundador y

director general de la empresa.

ARMO surgió a partir de los esfuerzos por modernizar los sistemas tradicionales de

construcción y dar una respuesta viable para el déficit de vivienda que presentan las

comunidades de escasos recursos. El diseño creado por Capistrán utiliza elementos con forma de

omega con los que se pueden construir muros de forma rápida y sencilla. Con este sistema los

integrantes de una familia tienen la posibilidad de construir sus casas sin necesidad de

demasiados recursos técnicos.

Capistrán se basó en el origen del sillar de la arquitectura antigua, desde los modelos

babilónicos hasta los romanos, y el estilo de construcción del gótico, la intención era desarrollar

un sistema de construcción similar a estos; es decir, sólido, eficiente, pero que pudiera ser

industrializable. Dicho sistema tiene como fundamento los principios de la geometría de la

sección aurea, que permite modificar dimensiones sin perder su proporción.

En 2011 ARMO recibió el Premio Nacional de Innovación Tecnológica, con apoyo de

Conacyt. La empresa construyó 300 viviendas en la Sierra Negra de Puebla y fue seleccionada

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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para participar en el Programa de Validación Tecnológica de Conacyt TechBA-FUMEC; de esta

forma su tecnología fue validada en Silicon Valley, California y recibir retroalimentación de

expertos.

Según el empresario, las cualidades estructurales que ofrece el sistema superan la calidad

de muchos de los sistemas tradicionales, inclusive haciéndolo más resistente a sismos.

“TechBA nos envió a la Universidad de Stanford donde estuvimos con la directora del

Departamento Técnico de Ingeniería, quien quedó sorprendida por las cualidades de nuestro

sistema que supera las expectativas de resistencia para sismos. Además la directora nos contactó

con el dirigente del sindicato de albañiles de California quien también validó nuestro sistema.”

ARMO no sólo es ideal para programas sociales de autoconstrucción sino para responder

ante urgencias en zonas de desastre. “Es ideal porque se puede llevar la fabricación de la

tecnología hasta el lugar y dar una capacitación breve para que las familias aprendan a construir

sus propias viviendas.”

Entre las ventajas competitivas que ofrece ARMO está la reducción de costos, ya que el ahorro

en tiempo de construcción llega a ser hasta un 50 por ciento, mientras que el costo directo puede

reducirse hasta un 20 por ciento aproximadamente. Asimismo, el uso de materiales y tecnologías

de última generación permite optimizar los sistemas ecológicos al reducir la utilización de agua

hasta un 30 por ciento aproximadamente, además de que su diseño permite el ahorro de energía,

al tener cualidades térmicas y acústicas. (armo, 2015)

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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Fabricación de casas con bloques plásticos de unión mecánica.

Ilustración 2 Fabricación De Casas Con Bloques Plásticos De Unión Mecánica

Fuente: Conceptos Plásticos.

EMPRENDIMIENTO

POR:

ANA MARÍA GUTIÉRREZ

FEBRERO 12 DE 2016 - 08:08 A.M.

En Bogotá se desperdician 740 toneladas de plástico diarias que podrían tardar alrededor de

300 años en degradarse. ¿Inevitable?

Fernando Llanos y Oscar Méndez no solo le encontraron utilidad a este material: lo

convierten en viviendas habitables hasta por 400 años, adaptables a cualquier entorno, que se

pueden armar en un mes por un grupo de 15 personas sin conocimientos en construcción ni

arquitectura.

Esta es la tarea de Conceptos plásticos, su empresa: reprocesan cualquier tipo de plástico

para crear sistemas constructivos.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

37

La idea le surgió a Llanos hace más de una década, cuando quiso construir una casa en

Yacopí (Cundinamarca) con materiales livianos y fáciles de transportar por las condiciones del

terreno.

Años más tarde, en Bogotá, la misma idea se convirtió en la tesis de Méndez cuando quería

graduarse de arquitecto de la EAN. Ninguno de los dos tenía idea del otro hasta que algunas

conexiones familiares – y el destino- terminaron por presentarlos. La ambición ambiental de uno

y la inspiración social del otro los convirtió en socios.

Hoy desarrollan piezas que se ensamblan como lego para armar casas habitables. Cada

vivienda se traduce en seis toneladas recicladas que se pueden edificar en pantanos, ambientes

húmedos o montañas. Sus modelos cumplen con las condiciones sísmicas que se exigen en el

país.

Ya han realizado varios proyectos que el año pasado les devengaron 800 millones de pesos,

pero el que más los enorgullece son los más de 1.000 metros cuadrados de albergues que

dispusieron para 42 familias desplazadas en Guapi (Cauca). Luego de ganar la licitación, en 28

días 15 personas armaron los espacios en zona rural del municipio.

Este caso los inspiró y definió su propósito: proveer de viviendas a personas en pobreza

extrema en áreas rurales. Por el momento, tienen varios trabajos ‘entre manos’: Pacific los

contactó para proveer de casas a grupos indígenas, hay planes de construcción en La Guajira y

Chocó, y la Armada quiere que visiten San Andrés para revisar un posible plan de vivienda allí.

También tienen pendientes la edificación de diez viviendas de Propilco en Cartagena que no

han podido ser un hecho por inconvenientes en las licencias con la Curaduría de la ciudad.

Este año, esperan generar ingresos por un millón de dólares y, claro, ganarse The Venture,

patrocinado por Chivas Regal. Al concurso llegan con varios reconocimientos en el perchero. El

ministerio de Vivienda los premió en 2010, cuando también recibieron un reconocimiento de la

ONU en Dubai como ‘best practice’. En 2014 ganaron en la ‘Locomotora de la Innovación’ de

Colciencias y Vicepresidencia ya le ha hecho algunos ‘coqueteos’ para trabajar con el Gobierno.

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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En esta oportunidad, se medirán con otras 26 propuestas. El ganador de The Venture se

elegirá el 14 de julio. “Por ahora, recibiremos en marzo una mentoría que se impartirá en Oxford.

Tenemos todo para ganar”, asegura Méndez confiado.

Lo cierto es que a Colombia le ha ido bien en el concurso. El año pasado Juan Nicolás

Suárez representó al país con su empresa Dislecar. Logró ser la más votada en esa oportunidad y

fue premiada con 75 mil dólares; se llevó el tercer lugar.

Aunque Méndez admira el trabajo de Suárez, no teme asegurar que ellos sí tienen todo para

ganarse el premio mayor. “Generamos impacto ambiental, social y económico. Y eso es lo que

busca Chivas. Además, Conceptos plásticos es una idea escalable que se puede desarrollar en

cualquier país”, explica.

Precisamente, así se visualizan en cinco años: desarrollando viviendas en otros países

latinoamericanos. Otro de sus sueños – que esperan consolidar con el millón de dólares que se

lleve el vencedor del concurso – es pasar de generar 50 empleos indirectos a 2.000.

“Queremos trabajar directamente con los recicladores y mejorar sus condiciones. El modelo

de reciclaje que tiene actualmente en Bogotá no piensa en ellos. Aunque se les da un dinero en

las bodegas a las que remiten el material recogido, es mucho más lo que se ganan los dueños de

dichas bodegas. Además, no están entrenados para reciclar material en buenas condiciones y eso

nos ha generado inconvenientes. La idea es capacitarlos y darles las herramientas para volver

más eficiente su trabajo y el nuestro”, añade el empresario.

En mayo, se abren las votaciones para impulsar los emprendimientos hacia la final. ¿Listos

para apoyar a Conceptos plásticos? (gutierrez, 2016)

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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Fase 2 Recolección y limpieza del material:

Recolección de las botellas plásticas PET: Para Reunir las botellas plásticas se

desarrollan jornadas de recolección puerta a puerta por los diferentes barrios de la ciudad de

Villavicencio, Para clasificar las botellas y almacenarlas se procede a hacer el lavado de los

embaces, para limpiar estos de cualquier tipo de contaminante.

Almacenamiento de las botellas plásticas PET: El almacenamiento de las botellas se

realiza en una bodega privada en la cual se desarrolla el proceso de caracterización y la

clasificación de todas las botellas plásticas.

Ilustración 3 Recolección De Botellas Plásticas PET Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

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Clasificación de las botellas plásticas: Las botellas plásticas se llevan al laboratorio de

ingeniería de la Universidad Colombia Villavicencio en donde se separan las botellas por su

color y contenido para poder asegurar una buena revisión de su calidad y condiciones de los

materiales.

Fase 3 Trasformación de las botellas plásticas en PET.

Proceso de alistado para la trituración En un proceso manual se retiran las tirillas o

marquillas de cada una de las botellas plásticas, de esta misma forma la parte superior de las

botellas es retirada para que la máquina de triturado funcione a plenitud.

Ilustración 4 Almacenamiento De Las Botellas Plásticas PET

Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

41

Proceso de trituración: En esta etapa se realiza la trasformación de las botellas

plásticas en partículas de PET, ingresando las botellas plásticas por la máquina trituradora

con la cual cuentan los laboratorios de la Universidad Cooperativa de Colombia

Villavicencio encargándose esta de desgastarla por medio de 6 esmeriles para la

trasformación de la materia prima.

Ilustración 6 Proceso De Trituración

Ilustración 5 Trasformación De Las Botellas Plásticas PET

Fuente propia

Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

42

Las partículas de PET obtenidas en el proceso de triturado se almacenan en lonas para luego

ser sometidas al proceso de tamizaje según la norma NTC 176 Ensayo N° 10, permitiendo la

clasificación del material por los diferentes tamices.

Fase 4 Granulometría:

las Partículas de PET se pasan por el juego de tamices y poder realizar el estudio de

tamizaje y establecer los tamaños apropiados para incluir en el diseño de mezcla de concreto.

Ilustración 7 preparación Tamizaje Del PET Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

43

Ilustración 8 Granulometría

Proceso de secado: Se realiza un cuarteo para la selección de la muestra que se va a

tamizar, esta se pone a secar por más de 24 horas a exposición natural del sol para lograr tener

una muestra libre de cualquier rastro de humedad.

Ilustración 9 proceso de secado

Fuente propia

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VILLAVICENCIO

44

Tamizaje: El análisis granulométrico tiene por objeto la determinación cuantitativa de

la distribución de tamaños de partículas de suelo I.N.V. E – 123 – 07, Se realiza el proceso

de tamizaje para caracterizar el material obtenido en los procesos de trituración de las

botellas plásticas desarrollado en los laboratorios de la Universidad Cooperativa de Colombia

Villavicencio.

El tamizaje se realizó de forma manual se mueve el tamiz o tamices de un lado a otro y

recorriendo circunferencias de forma que la muestra se mantenga en movimiento sobre la malla.

Debe comprobarse al desmontar los tamices que la operación está terminada; esto se sabe cuándo

no pasa más del 1 % de la parte retenida al tamizar durante un minuto, operando cada tamiz

Ilustración 10 Tamizaje Del Material

Fuente propia

Fuente propia

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VILLAVICENCIO

45

individualmente. Si quedan partículas apresadas en la malla, deben separarse con un pincel o

cepillo y reunirlas con lo retenido en el tamiz como se indica en la norma I.N.V. E – 123.

Ilustración 11 Foto Después Del Tamizaje

Fuente propia

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VILLAVICENCIO

46

Materiales cementantes

Cemento Gris de Uso General

Fuente propia

Las especificaciones del Cemento Gris de Uso General producido por Cementos Argos S.A.

cumplen con los valores de la norma colombiana NTC 121 y 321. Adicionalmente, en la

elaboración de concretos se recomienda la revisión y aplicación de la NTC 3318 y NSR-10;

requisitos de producción, calidad y durabilidad.

Ilustración 12 Cemento Gris Argos Portland

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

47

Fuente Cementos Argos S.A

Agregados: se utilizara como agregado para el concreto, arena de peña la cual cumpla con

la norma NTC 174, Esta es adecuada para asegurar materiales satisfactorios para uso en la

mayoría de concretos. Se pueden necesitar mayores o menores restricciones para ciertas obras o

regiones. Por ejemplo, en donde la estética es importante, se pueden considerar límites más

restrictivos en relación con las impurezas que puedan manchar la superficie de concreto. Es

conveniente que quien establece las especificaciones sobre los agregados, indique en el área de

trabajo la disponibilidad de ellos en relación con su gradación, propiedades físicas, químicas o

una combinación de ellas.

Tabla 2 Propiedades Del Cemento Gris De Uso General

Ilustración 13 Arena De Peña

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

48

Fase 5 Diseño de mezcla

Para el diseño de mezcla se parte de la revisión del estado de arte de la investigación

Realizada por el ingeniero Olarte S.” CONCRETO HIDRÁULICO ADICIONADO CON

BOTELLAS PLÁSTICAS DE PET RECICLADAS” y junto con los resultados obtenidos del

estudio granulométrico al PET se decidió a hacer diferentes tipos de mezcla para ponerlos a

prueba comparativa y seleccionar el diseño con los mejores resultados teniendo en cuenta las

características del material y la finalidad del mismo para el diseño de los bloques de

mampostería estructural y que estos se ajusten y cumplan con las especificaciones que pide la

norma para la elaboración de bloques de mampostería estructural.

Se realizaran 11 diferentes tipos de mezcla, aumentando porcentualmente del 0% al 10%

remplazando el peso en masa de la arena por peso en masa del PET como se muestra en la tabla

3

UND AGUA CEMENTO ARENA PET %PET

gr 1500 3000 6000 0 0%

gr 1500 3000 5940 60 1%

gr 1500 3000 5880 120 2%

gr 1500 3000 5820 180 3%

gr 1500 3000 5760 240 4%

gr 1500 3000 5700 300 5%

gr 1500 3000 5640 360 6%

gr 1500 3000 5580 420 7%

gr 1500 3000 5520 480 8%

gr 1500 3000 5460 540 9%

gr 1500 3000 5400 600 10%

Tabla 3 Tipos De Mezclas Adición De PET Del 0% Al 10%

Fuente propia

Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

49

De cada diseño de mezcla se realizaron 6 especímenes de cilindros de concreto para realizar

las fallas correspondientes a los 7, 14 y 28 días para revisar el comportamiento de cada uno de

los materiales obtenidos.

Fase 6 Fabricación de probetas:

En el laboratorio de concretos de la Universidad Cooperativa de Colombia Villavicencio se

realizara cada uno de los respectivos diseños de mezcla tomando como unidad de medida su peso

como la tabla 1.1.1 lo indica.

Moldes: los cilindros de concreto se elaboraran con las camisas metálicas de las

dimensiones 10 cm de diámetro por 20 cm de altura.

Cilindros de concreto: Se elaboran 6 muestras cilíndricas para cada uno de los diseños de

mezcla, cumpliendo con las indicaciones dadas por la norma I.N.V. E – 402 – 07. Para la

determinación de la resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de concreto, tanto

cilindros moldeados como núcleos extraídos, y Cada una de la muestras se curaron por

inmersión.

Ilustración 14 Camisas Metálicas

Fuente propia

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VILLAVICENCIO

50

Curado de los cilindros: Las muestras cilíndricas se desencofraron a las 24 horas de ser

fundidas, y se sumergen en los tanques de la universidad para realizar el curado, estas muestras

se curan en inmersión por 14 y 28 días respectivamente.

Fase 7 Resistencia a compresión:

Se realizaron ensayos de resistencia a la compresión de cada uno de los cilindros de

concreto como lo menciona la norma I.N.V. E – 410 – 07 1. El ensayo consiste en aplicar una

Ilustración 15 Muestras Cilíndricas

Ilustración 16 Tanque De Curado, Universidad Cooperativa De Colombia Cede Villavicencio

Fuente propia

Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

51

carga axial de compresión a cilindros moldeados o a núcleos, a una velocidad de carga prescrita,

hasta que se presente la falla. La resistencia a la compresión del espécimen se determina

dividiendo la carga aplicada durante el ensayo por la sección transversal de éste.

Cada uno de las muestras cilíndricas fue pesado y medido diámetro y altura antes de ser

sometidos a la máquina para la falla

Máquina de fallas a compresión

Ilustración 17 Máquina De Fallas A Compresión

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VILLAVICENCIO

52

Resistencia a la compresión de muestra con el 4% PET a los

14 días

Ilustración 18 Resistencia A La Compresión De Muestra Con El 4% De PET A Los 14 Días

Fuente propia

Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

53

porcentaje diametro altura peso KN MPA

0% 102.83 200 3399

0% 101.49 200 3391

1% 101.63 201 3389

1% 101.04 199 338

2% 101.37 194 3347

2% 101-78 199 3358

3% 101.75 292 3384

3% 100.81 199 3333

4% 101.78 198 3290

4% 101.2 199 3278

5% 101.51 198 3280

5% 100.47 195 3197

6% 101.9 195 3203

6% 102 197 3228

7% 101.16 200 3273

7% 101.11 199 3182

8% 101.15 194 3158

8% 101.75 200 3245

9% 101.78 201 3271

9% 102.08 200 3244

10% 101.42 200 3245

10% 101.92 200 3217

RESULTADOS PRUEBAS A COMPRESION A LOS 14 DIAS

19,53

18,895

15,38

17,135

136.36

159,554

152,14

128,38

138,03

118,7

129,8

133,83

127,25

134,51

145,51

16,8

14,66

16,165

16,395

17,08

16,04

17,71

Tabla 4 Resultados De Pruebas A Compresión A Los 14 Días Cilindros

Fuente propia

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VILLAVICENCIO

54

Tabla 5 Resultados Pruebas A Compresión A Los 28 Días

porcentaje diametro peso altura KN MPA

0% 101.62 3449 200

0% 100.69 3460 199

1% 102.34 3426 198

1% 100.12 3398 199

2% 101.50 3337 195

2% 101.16 3405 198

3% 101.49 3400 201

3% 101.35 3394 199

4% 101.80 3368 199

4% 101.94 3380 199

5% 101.5 3293 199

5% 101.8 3301 200

6% 102.3 3405 201

6% 101.4 3310 199

7% 101.5 3324 201

7% 101.4 3372 202

8% 100.6 3293 203

8% 101.3 3272 199

9% 101.7 3280 201

9% 102.5 3292 201

10% 102.5 3239 200

10% 100.9 3275 203

202,26

RESULTADOS PRUEBAS A COMPRESION A LOS 28 DIAS

224,28

227.12

198,26

202,44

197,35

24,76

24,53199,16

27,92

27,7

26,82

24,23

24,22

24,1

24,3

25,77

26,5

202,55

208,29

212,08

203,93

Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

55

Fase 8 Diseño geométrico de los bloques:

El diseño geométrico de los bloques de unión mecánica se desarrolló gracias recopilación de

diseños realizados por diferentes investigaciones tanto nacionales como internacionales que

buscan el desarrollo de nuevas tecnologías para la construcción, de la recopilación de esta

información y la realización de varios prototipos en 3D se desarrolló el modelo geométrico ideal

que permitirá el funcionamiento de los bloques de mampostería estructural de unión mecánica.

Ilustración 19 Diseño Geométrico De Los Bloques ARMO OMEGA SA

Fuente: Armados Omega SA:

Diseño geométrico de los bloques CONCEPTOS PLASTICOS.

Ilustración 20 Geometría De Bloques

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

56

Fuente: Armados Omega SA:

Diseño geométrico de los bloques SISTEMA CONSTRUCTIVO MILAN.

Fuente: SISTEMA CONSTRUCTIVO MILAN

Diseño geométrico de los bloques VAD-VAD GEOMETRIC OMNILOCK

OMNILOCK

Ilustración 21 Sistema Constructivo Milán

Ilustración 22 Diseño Geométrico VAD VAD

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

57

Fuente VAD-VAD GEOMETRIC OMNILOCK OMNILOCK

Diseño Virtual: Para el diseño de los bloques se utiliza el programa AutoCAD, el cual por

sus herramientas facilita la creación modelos de fácil ajuste, permitiendo una visualización más

detallada para el funcionamiento del sistema estructural.

Diseños geométricos de modelos de bloques de mampostería estructural

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

58

Fuente propia

Impresiones en 3d: se Realizan impresiones en 3D en el laboratorio de la Universidad

Cooperativa de Colombia lo que nos permite realizar un estudio más puntual del funcionamiento

mecánico de las uniones entre bloque y bloque garantizando el funcionamiento del sistema tan

solo con 1 modelo de bloques.

Ilustración 23 Diseño Geométrico Virtual Tesis

Ilustración 24 Impresora 3D

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

59

FASE 9 Elaboración del bloque.

Para la elaboración de los bloques de mampostería estructural, luego del análisis de los

resultados obtenidos de los diferentes ensayos realizados a los diseños de mezcla, Se escogió la

mezcla de concreto con la adición del 10% de PET para la elaboración de los bloques.

Mezcla de los bloques: De la revisión de los resultados obtenido en los ensayos de

laboratorio se d selecciona como diseño de mezcla para la elaboración de los bloques de

mampostería estructural el concreto adicionado con el 10% de PET.

Volumen del bloque: 0,01117 m3

Tabla 6 Dosificación De Mezcla

Cemento Arena PET Agua und

6700 12060 1340 3350 gr

Ilustración 25 Mezcla

Fuente propia

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VILLAVICENCIO

60

Formaletas la fabricación de los moldes se realizara con lámina calibre 14 trabajada por un

especialista en ornamentación, el cual con una dobladora hidráulica y un torno le dará la forma

geométrica para el diseño de los moldes.

Ilustración 26 Formaleta

Fuente propia

Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

61

7. ANALISIS DE RESULTADOS

Etapa 1: Caracterización de los agregados.

Se realiza la caracterización del material obtenido del proceso de trituración de las botellas

plásticas PET con el fin de comparar estos resultados con los del estudio realizado por el

Ingeniero Olarte S. en su investigación y partir de esta para el desarrollo de los diseños de

mezcla que nos dan mejor comportamiento mecánico.

Curva granulométrica agregado de PET.

Ilustración 27 Curva Granulométrica Agregado PET Fuente propia

Page 62: BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION …

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

62

Etapa 2: Diseño de mezcla.

En esta etapa de la investigación se determina el tipo de diseño de mezcla que será utilizado para

la elaboración de los bloques de mampostería estructural, definiendo las proporciones de cada

uno de los materiales que componen la mezcla, velando por el cumplimiento de las normas.

Etapa 3: Caracterización física

Durante el proceso de investigación en los laboratorios, para la caracterización física de mezcla

de concreto adicionado con el 10 % de PET, se realizó una visualización microscópica a la

muestra de PET obtenida en la trituración de las botellas plásticas, Obteniendo fotografías

microscópicas en las cuales se constatan los diferentes tamaños y partículas de forma irregular

de características rugosas, siendo estas propiedades físicas óptimas para el desarrollo del

concreto, obteniendo como resultado una mezcla homogénea en cada uno de los agregados.

Ilustración 28 Vista Microscópica Del PET

En el concreto obtenido con la adición del 10% de PET se visualiza una mezcla con

características similar al concreto tradicional tales como olor, textura, color, sabor y

homogeneidad en sus agregados, además se observa un concreto mucho menos poroso y cuya

característica principal un concreto más liviano.

Fuente propia

Page 63: BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION …

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

63

Etapa 4. Caracterización mecánica

Las características mecánica del diseño de mezcla nos muestra resultados muy particulares en

comparación con las mezclas convencionales, todos los resultados obtenidos cumplen la

resistencia mínima exigida por la NSR-10en cada porcentaje de adición. El curado de las

muestras de concreto se realizó por inmersión en los tanques de curado de los laboratorios de la

Universidad Cooperativa de Colombia.

Ilustración 29 Bloque De Mampostería Estructural De Unión Mecánica Con Adición De Botellas Plásticas PET

Fuente propia

Page 64: BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION …

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

64

Como características propias obtenidas en las muestras de concreto con adición del 10% PET y

comparadas con investigaciones como Concreto hidráulico adicionado con botellas plásticas de

PET recicladas Olarte S. se aprecia un amortiguamiento interno en el concreto logrando que la

falla de las muestras cilíndricas no sean tan directas como se aprecia en la gráfica.

Ilustración 30resistencia A Compresión 0% Y 10% De PET

Fuente propia

Page 65: BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION …

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

65

Ilustración 31 Grafica Resistencia A La Compresión Del 0% Al 10% De PET

Etapa 5: Elaboración de los bloques de unión mecánica.

La elaboración de los bloques se realizó mediante una técnica manual, utilizando una formaleta

metálica, compuesta por 3 partes totalmente desarmables la cual permite un desencofrado mucho

más rápido y eficiente, se utiliza acpm en la formaleta como desmoldante.

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

18000000

000.

000

6.00

0

9.00

0

12.0

00

15.0

00

18.0

00

21.0

00

24.0

00

27.0

00

30.0

00

33.0

00

36.0

00

39.0

00

42.0

00

45.0

00

48.0

00

51.0

00

54.0

008% 6% 7% 9%

2% 3% 4% 5%

Tapa superior Conos Dovelas Caras horizontales

Fuente propia

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66

MEZCLA: El proceso de mezclado se realiza de forma manual garantizando

homogeneidad, se miden las cantidades necesarias de cada uno de los materiales sobre una

superficie limpia y no absorbente, para obtener una mezcla efectiva se debe pasar el material de

un arrume a otro hasta tener un color uniforme.

VACIADO DE LA MEZCLA: Se verifican las condiciones del molde, el armado

correctamente, se colocan los conos que le dan forma a las dovelas, el molde debe estar limpio,

libre de óxido y recubierto con líquido desmoldante, se coloca el mortero en 3 capas las

cuales a su vez se van vibrando para la expulsión del aire y la acomodación de la mezcla, por

medio de golpes sucesivos por un martillo de caucho. La tapa superior del molde se acomoda

presionando la mezcla aplicándole vibrado, esta se retira y se le agrega más mezcla para ocupar

los espacios que hayan quedado libres luego del vibrado y se retira el material sobrante.

Ilustración 32 Partes De La Formaleta De Para Los Bloques Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

67

Para desmoldar el bloque, primero se gira 180º la formaleta con sumo cuidado de no golpearlo

para no afectar la forma final del bloque, se retiran los conos de las dovelas verticalmente, luego

soltamos las tuercas y retiramos cada una de las caras horizontales facilitando la expulsión del

bloque.

FRAGUADO Y CURADO: Luego de desmoldar los bloques estos deben permanecer en un

sitio protegidos del sol y la lluvia evitando un secado prematuro, deben permanecer en reposo

aproximadamente 8 horas para llevar acabo el fraguado inicial, el curado de los bloques se debe

realizar mínimo por 3 días en los cuales se debe garantizar la humedad de los bloques para que

se desarrolle la resistencia y demás propiedades del concreto

Ilustración 33 Procesó De Colocación De Mezcla

Ilustración 34 Foto De Bloque Final

Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

68

8. CONCLUSIONES

El desarrollo de los bloques de mampostería de estructural de unión mecánica muestra un

comportamiento funcional teniendo en cuenta los ensayos realizados a este y al diseño de

mezcla que se determinó para la elaboración de los bloques estudiando los esfuerzos a

compresión del concreto garantizando los requerimientos mínimos por la NSR 10 para bloques

de mampostería estructural.

El análisis de la funcionalidad de la unión mecánica nos arroja resultados positivos brindando

una alternativa eficaz para la construcción de muros en la que se espera mejorar los procesos

constructvos y disminuir el tiempo de ejecución de obra de una forma confiable y segura.

Para la construcción en masa de este tipo de bloques es necesario la elaboración de una maquina

en con la cual se optimice los tiempos de producción de los bloques con un desgaste físico menor

que el requerido con la formaleta actual.

Con respecto al estado de arte en la implementación de bloques de unión mecánica para la

construcción de edificaciones se aprecia que en diferentes países de mundo se están

desarrollando investigaciones en las cuales ya se han construidos viviendas por medio de la

unión mecánica sin la utilización de mortero para pegar los bloques, también se denota la

viabilidad en la inclusión de partículas de PET como agregado del concreto, en proyectos que

actual mente se desarrollan sobre bloques de unión mecánica encontramos como problema

principal la falta de un diseño en el cual los bloques puedan trabajar como sistema estructural

brindando seguridad y confort con un terminado físico y estético similar a un sistema

constructivo con bloques de concreto tradicionales.

De la ilustración 31 resistencia a la compresión en comparación de un concreto tradicional con el

0% a el concreto escogido con el 10% se observa una disminución del 13 % en relación a la

Fuente propia

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BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

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resistencia ultima a compresión, con unos resultados de esfuerzos de 24,53 Mpa para el concreto

adicionado con el 10% de PET a los 28 dias demostrando la viabilidad de la utilización de este

tipo de mezcla para la elaboración de los bloques de mampostería estructural también se observa

la reducción del peso del bloque en un 14% en relación de un bloque con mezcla tradicional de

concreto .

9. BIBLIOGRAFÍA

1. I.N.V.E -213-07 O ASTM C-136-01 Análisis granulométrico de agregados gruesos y

finos

2. I.N.V.E – 323-07 O ASTM C-109/109M-99 Resistencia a la compresión de

morteros de cemento hidráulico.

3. I.N.V.E –410-07 O ASTM C39-04ª/39M Resistencia a la compresión de cilindros de

concreto.

4. NTC 3459 Agua para la elaboración de concreto.

5. NTC 5541 Concretos reforzados con fibra

6. www.idrd.gov.co/sitio/idrd/sites/default/imagenes/3titulo-c-nsr-100.pdf

7. www.solucionesconstructivas.com.co/index.php/portafolio/prefabicados-en-

concreto/bloque-estuctural-de-cemento

Page 70: BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION …

BLOQUES DE MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE UNION MECANICA EN

VILLAVICENCIO

70

8. AIS, Asociación colombiana de ingeniería sísmica.NSR-10, normas colombianas de

diseño y construcción sismo resistente. Ley 400 del 1997, decreto 33 de 1998.

9. www.imcyc.com/ct2006/junio06/PROBLEMAS.pdf

10. www.colbloques.com/assets/ntc40262.pdf

11. COMISION ASESORA PERMANENTE PARA EL REGIMEN DE

CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES. Reglamento Colombiano de

Construcción Sismo Resistente NSR-10: Titulo C

12. www.minambiente.gov.co/

13. www.asocreto.org.co

14. http://www.argos.co/site/Portals/0/Documents/cemento_gris_de_uso_gen eral.pdf.

CEMENTO GRIS DE USO GENERAL versión 1-2010

15. GERNOT MINKE. Manual de construcción para viviendas antisísmicas de tierra

Forschungslabor für Experimentelles Bauen Universidad de Kassel, Alemania

Primera edición: Septiembre 2001 Tercera edición revisada y ampliada: Abril 2005

16. Instituto de desarrollo experimental de la construcción IDECO

17. Manual de construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistente de vivienda de

mampostería.

18. http://www.argos.co/site/Portals/0/Documents/cemento_gris_de_uso_gen eral.pdf.

CEMENTO GRIS DE USO GENERAL versión 1-2010

19. Quiminet-articulos-usos y aplicaciones del polietileno Tereftalato PET - 42703