estudio de las caracterÍsticas del bloque de tierra comprimida estabilizado

ESTUDIO DE LAS CARACTERISTICAS DEL

BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDA

INDUSTRIALIZADO

TRABAJO FIN DE GRADOMARÍA ESTEVE CANTÓN

[Exp: 10118. DNI: 71670001T]

Tutor: David Sanz Arauz.

Escuela Técnica Superior de Arquitectura.Universidad Politécnica de Madrid.

Aula TFG 1. Coordinadores: Luis Moya y María Jesús Muñoz.

C O N T E N I D O

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN

1.1 OBJETIVO.1.2 METODOLOGÍA DE TRABAJO.

CAPÍTULO 2 EL BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDA

2.1 DEFINICIÓN2.2 HISTORIA2.3 MATERIALES COMPONENTES DEL BTC

2.3.1 Tierra2.3.2 Arcilla2.3.3 Estabilizante

2.3.4 Agua2.4 PRODUCCIÓN2.5 CARACTERÍSTICAS2.5.1 Dimensiones2.5.2 Características Físicas2.5.3 Resistencia a compresión

CAPÍTULO 3 ESTADO DE LA CUESTIÓN

3.1 INVESTIGACIONES

CAPÍTULO 4 MATERIALES Y MÉTODOS4.1 BTC COMO MATERIAL DE ENSAYO4.2 MÉTODOS DE ENSAYO

4.2.1 Justificación de los ensayos propuestos4.2.2 Descripción de los procedimientos de ensayo

4.2.2.1 Absorción de agua por capilaridad4.2.2.2 Absorción de agua por inmersión total

4.2.2.3 Resistencia a compresión4.2.2.4 Resistencia a flexión4.2.2.5 Determinación de la densidad real4.2.2.6 Determinación de la densidad aparente

CAPÍTULO 5 RESULTADOS

5.1 ABSORCIÓN DE AGUA POR CAPILARIDAD5.2 ABSORCIÓN DE AGUA POR INMERSIÓN TOTAL5.3 RESISTENCIA A COMPRESIÓN SECA5.4 RESISTENCIA A COMPRESIÓN HÚMEDA5.5 RESISTENCIA A FLEXIÓN SECA5.6 RESISTENCIA A FLEXIÓN HÚMEDA5.7 DENSIDAD REAL5.8 DENSIDAD APARENTE 5.10 OTRAS OBSERVACIONES 5.11 COMPARACIÓN CON OTROS MATERIALES

CAPÍTULO 6 CONCLUSIONES FINALES

CAPÍTULO 7 FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

AGRADECIMIENTOS

BIBLIOGRAFÍA

C O N T E N I D O








3.1 INVESTIGACIONES









AGRADECIMIENTOS

BIBLIOGRAFÍA

1

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AGRADECIMIENTOS

BIBLIOGRAFÍA

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AGRADECIMIENTOS

BIBLIOGRAFÍA3

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AGRADECIMIENTOS

BIBLIOGRAFÍA

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3.1 INVESTIGACIONES









AGRADECIMIENTOS

BIBLIOGRAFÍA

5

EL BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDA

Figura 01 . Extensión del colegio en Gando (Burkina Faso). Foto-grafía de Erik-Jan Ouwerkerk .2005.

http://www.akdn.org/architecture/. Fecha de actualización Septiembre, 2008.

Figura 02. Muro de BTC de La Boutique. Proyecto construído por Arquitectura Sin Fronteras. 2013.

Figura 03. Bloque DuraBric


Figura 04. Producción de BTC. [8]

Tabla 01. Características de los BTC estabilizados. Fuente: Auroville Earth Institute [9]

PROPIEDADES UNIDAD CLASE A CLASE B

Resistencia a compresión a los 28 días N/mm2 5 a 7 2 a 5

Resistencia a tracción a los 28 días N/mm2 1 a 2 0,5 a 1

Resistencia a flexión a los 28 días N/mm2 1 a 2 0,5 a 1

Resistencia a cortante a los 28 días N/mm2 1 a 2 0,5 a 1

Módulo de Young N/mm2 700 a 1000

Densidad aparente kg/m3 1900 a 2200 1700 a 2000

Coeficiente de expansividad térmica mm/mºC 0,10 a 0,015

Hinchamiento tras inmersión 24 horas mm/mºC 0,5 a 1 1 a 2

Retracción por secado mm/mºC 0,2 a 1 0,2 a 1

Permeabilidad mm/sec 1.10-5

Absorción de agua total % del peso 5 a 10 10 a 20

Calor Específico Kj/Kg 0,85 0,65 a 0,85

Coeficiente de conductividad térmica W/mºC 0,46 a 0,81 0,81 a 0,93

Coeficiente de transmisión de vapor % 5 a 10 10 a 30

Desfase térmico horas 10 a 12 5 a 10

Aislamiento acústico muros de 40 cm dB 50 40

Nota: Estos valores son los obtenidos para 5-10% de cemento y para fuerza compresión de fabricación de 2-4 MPa.

Figura 05. Producción de los bloques DuraBric. Prensa Cinva-Ram. [18]Lafarge. http://www.solutions-and-co.com/wp-content/uploads/2015/10/x14-Durabri-c_-Credits-Jacob-Kushner-3.jpg.pagespeed.ic.a0CWUuM-9Y.jpg

ESTADO DE LA CUESTION

Figura 08. Unfired Clay Bricks. [12] Figura 09. Resistencia a compresión en función del tiempo de secado de las probetas de ensayo [12]

Figura 10. Resistencia a compresión según composición de cemento, cal y ceniza volante. [15]

Figura 11. Correlación entre el cemento y la resistencia a compresión. [16]

MATERIALES Y METODOS

EL BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDO COMO MATERIAL DE ENSAYO

Figura 12. Vivienda en Malawi. Lafarge. [18]http://www.solutions-and-co.com/wp-content/uploads/2015/10/x14-Durabric_-Credits-Jacob-Kush-ner-2.jpg.pagespeed.ic.KlexIEhX9s.jpg

Figura 13. Modelo a escala 1:1 de la estructura del puerto de drones.Bienal de Venecia, 2016. Carlos Martín Jiménez. Norman Foster.

https://scontent-mad1-1.xx.fbcdn.net/v/t1.09/13265930_274440146234183_305088071029233378_n.jpg?oh=4cd9f730f722aac53de2116cc929815c&oe=57D55729

Figura 14. Proyecto Puerto de Drones. Foster & Partners. http://www.fosterandpartners.com/media/2072140/Img3.gif.

MATERIALES Y METODOS

JUSTIFICACIÓN DE LOS ENSAYOS PROPUESTOS

Figura 15. Especificaciones del ensayo de absorción por capilaridad según normas internacionales [28]

Figura 16. Especificaciones del ensayo de absorción por capilaridad según normas internacionales [28]

r e s u l t a d o s

ABSORCIÓN DE AGUA POR CAPILARIDAD

Figura 17. Ensayo succión capilar

r e s u l t a d o s

ABSORCIÓN DE AGUA POR CAPILARIDAD

Gráfico 01. Incremento de peso en función del tiempo de las tres probetas.

MUESTRAS M ASA SECA Md(g) MASA SATURADA M S(g) ABSORCIÓN TOTAL W S(%)

BLOQUE 1 1890 1937 2,5

BLOQUE 2 1834 2049 11,7

BLOQUE 3 1902 2014 5,9

Valor medio 6,7 Tabla 02. Resultados de absorción de agua por inmersión total de los BTC.

ABSORCIÓN DE AGUA POR INMERSIÓN TOTAL

r e s u l t a d o s

RESISTENCIA A COMPRESIÓN. SECO Y HÚMEDO

Figura 18. Rotura de la probeta. Ensayo de compresión

r e s u l t a d o s

RESISTENCIA A COMPRESIÓN. SECO Y HÚMEDO

Nº de ensayo Carga máxima (T) Carga máxima (N) Área Bruta (mm2) Resistencia a compresión (N/m m2)

Ensayo 1 2 9,2 286354,2 10000 28,6Ensayo 2 2 6 254972,9 10000 25,5Ensayo 3 2 5 245166,3 10000 24,5

Valor medio 26,2Tabla 03. Valores de resistencia a compresión seca.

Figura 19. Detalle de la forma de rotura de la probeta.

r e s u l t a d o s

RESISTENCIA A FLEXIÓN. SECO Y HÚMEDO

Figura 20. Ensayo de flexión

r e s u l t a d o s

RESISTENCIA A FLEXIÓN. SECO Y HÚMEDO

Tabla 04. Valores de resistencia a flexión seca.

Nº de ensayo Carga máxima (N) L (mm) a (mm) b (mm) b2 (mm) Resistencia a flexión (N/mm2)

Ensayo 1 9 71 200 110 40,0 1600 0,8 Ensayo 2 1192 200 110 40,0 1600 1,0 Ensayo 3 1083 200 110 40,0 1600 0,9

Valor medio 0,9

Figura 22. Rotura a flexión

r e s u l t a d o s

DENSIDAD REAL. MÉTODO DEL VOLUMENÓMETRO

FIGURA 23. Muestra pulverizada en el molino de bolas.

DENSIDAD APARENTE

Nº probeta Peso seco (g) Peso saturado (g) Peso sumergido(g) Densidad (g/cm3)

Probeta 1 1890 1937 1025 2,1 Probeta 2 1834 2049 1094 1,9 Probeta 3 1902 2014 1075 2,0

Valor medio 2,0

Tabla 05. Valores de la densidad aparente.

r e s u l t a d o s

COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS CON OTROS MATERIALES

Tabla 06. Características de varios materiales.

CARACTERÍSTICAS UNIDADESBloque de

ensayo(DuraBric)

BTC estabilizado

BTC Adobe Ladrillo cocido caravista

DIMENSIONES cm 2 2x11x4 2 9,5x14x9 2 9,5x14x9 4 0x20x10 22x10,5x6,5 DENSIDADAPARENTE

kg/m3 2000 1900-2.200 1.700-2.200 1.200-1.500 1.200-1.900

COEFICIENTE DE ABSORCIÓN POR INMERSIÓN TOTAL(%)

% 6,7 - - 0.1–0.2

RESISTENCIA A COMPRESIÓN

N/mm2 26,2 2 a 7 1 a 4 0,53 a 1,72 1.5–32

RESISTENCIA A FLEXIÓN

N/mm3 0 ,9 0,5 a 2 - 0 a 0,075 -

Referencias

Valores obtenidos a partir de los

ensayos

Auroville [x] CRATerre [x] Bauluz, G.; Bárcena, P (1992) [x]

F. M. Fernandeset al. (2006) [x]

5 -10

c o n c l u s i o n e s

Definición del panorama normativo internacional obtenido a través de normas encontradas para el estudio de este Trabajo.

Definición de las características de los bloques DuraBric.

futuras lineas de investigacion

b i b l i o g r a f i a[1] AENOR (2008a). Bloques de tierra comprimida para muros y tabiques. Defi-niciones, especificaciones y métodos de ensayo. UNE 41410. Madrid, Asocia-ción Española de Normalización.

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[3] R. Etchebarne, G. Piñeiro, J. C. Silva (2005). Proyecto Terra Uruguay. Mon-taje de Prototipos de Vivienda a través de la Utilización de Tecnologías en Tierra: Adobe, Fajina y BTC. Unidad Regional de Estudios y Gestión del Hábitat. Uru-guay.

[4] Miguel Carcedo Fernández (2012). Trabajo Fin de Máster.Resistencia a com-presión de Bloques de Tierra Comprimida Estabilizada con materiales de sílice de diferente tamaño de partícula.

[5] Gracomaq E. U. Medellín. Estabilizantes para los Adobes. Colombia. http://gracomaq.net/index_archivos/estabilizantes.htm

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[18] http://www.solutions-and-co.com/project/durabric-by-lafargeholcim/

[19] http://www.fosterandpartners.com/news/archive/2015/09/proposals-for-droneport-project-launched-to-save-lives-and-build-economies/

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[36] AENOR (2011c). Métodos de ensayo de piezas para fábricas de albañilería. Parte 21: Determinación de la absorción de agua de piezas para fábrica de al-bañilería de arcilla cocida y silicocalcáreas por absorción de agua fría. UNE EN 772-21. Madrid (España), Asociación española de normalización.