evaluaciÓn del efecto de diferentes morteros sobre...

1

EVALUACIÓN DEL EFECTO DE DIFERENTES MORTEROS SOBRE LAS

PROPIEDADES DE PISOS AUTONIVELANTES A ESCALA LABORATORIO

SERGIO FELIPE PAREDES GUTIÉRREZ

FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DE AMÉRICA FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA BOGOTÁ D.C.

2018

2

EVALUACIÓN DEL EFECTO DE DIFERENTES MORTEROS SOBRE LAS

PROPIEDADES DE PISOS AUTONIVELANTES A ESCALA LABORATORIO

SERGIO FELIPE PAREDES GUTIÉRREZ

Proyecto integral de grado para optar el título de

INGENIERO QUÍMICO

FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DE AMÉRICA FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA BOGOTÁ D.C.

2018

3

Nota de aceptación:

__________________________

Ing. Elizabeth Torres Gamez

Orientador

__________________________

Ing. David Triviño Rodríguez Jurado 1

__________________________

Ing. Sandra Liliana Mesa Jurado 2

Bogotá, D.C. agosto 2018

4

DIRECTIVAS DE LA UNIVERSIDAD

Presidente de la Universidad y Rector del Claustro

Dr. Jaime Posada Díaz

Vicerrector de Desarrollo y Recursos Humanos

Dr. Luis Jaime Posada García-Peña

Vicerrectora Académica y de Posgrados

Dra. Ana Josefa Herrera Vargas

Decano Facultad de Ingenierías

Dr. Julio Cesar Fuentes Arismendi

Director Programa Ingeniería Química

Dr. Leonardo de Jesús Herrera Gutiérrez

5

Las directivas de la Universidad de América, los jurados calificadores y el cuerpo docente no son responsables por los criterios e ideas expuestas en el presente documento. Estos corresponden únicamente a los autores.

6

DEDICATORIA

Agradezco a Dios por haberme dado la oportunidad de iniciar y culminar mis estudios. A mis padres por brindarme su esfuerzo y dedicación permitiendo la culminación de la carrera. A mi familia por ser un apoyo constante durante este proceso. A Jennifer Tatiana Leyton Pérez. por ser y haber sido un apoyo incondicional en momentos difíciles. A todas aquellas personas que durante la carrera estuvieron conmigo por una razón, una estación, por un tiempo o por una vida.

SERGIO PAREDES

7

AGRADECIMIENTOS

A la empresa CI por darme la oportunidad de haber realizado este trabajo de

investigación, por su apoyo, disposición y confianza, por permitirme conocer este

campo de la Ingeniería de Materiales.

A mi director de tesis Claudia Patricia Vargas por su comprensión y apoyo.

A mi subdirectora Jessica Garzón, Ingeniera Química por haberme dado el

seguimiento durante la experimentación.

A la Ingeniera Química Paula Mazo por haberme dado la guía para realizar este

proyecto

De igual manera, le agradezco a la asesora, la Ingeniera Química Elizabeth Torres

Gamez por su colaboración e interés durante el desarrollo del proyecto.

8

CONTENIDO

pág.

INTRODUCCIÓN 24

OBJETIVOS 25

1 GENERALIDADES 26

1.1 COMPAÑÍA INTERESADA 26

1.2 MORTEROS 26

1.3 MATERIAS PRIMAS PARA ELABORACIÓN DE MORTEROS 26

1.3.1 Cemento portland 27

1.3.1.2 Tipos de cemento portland 30

1.3.2 Arena 31

1.3.2.1 Influencia del tipo de arena en los morteros 31

1.4 Mortero 33

1.4.1 Tipos de morteros 33

1.5 Usos de los morteros 36

1.6 PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS MORTEROS 37

1.6.1 Estado fresco 37

1.6.2 Trabajabilidad y consistencia 37

1.6.3 Relación agua – cemento 38

1.6.4 Estado endurecido 38

1.6.5 Resistencia a la compresión 38

1.6.6 Adherencia 39

1.6.7 Durabilidad 42

1.6.8 Apariencia 42

1.7 PISOS 42

1.7.1 Tipos de pisos 42

1.7.1.1 Pisos acrílicos 42

1.7.1.2 Pisos poliuretánicos 43

1.7.1.3 Pisos epóxicos 43

1.7.1.4 Pisos cementicios 43

2. METODOLOGÍA 44

2.1 MÉTODOS, EQUIPOS Y MATERIALES 44

2.2 CARACTERIZACIÓN DE LOS BINDER 53

2.2.1 Determinación de la densidad 56

2.2.2 Determinación de la viscosidad 57

2.2.3 Determinación de los sólidos disueltos 57

9

2.3 CARACTERIZACIÓN DE LAS ARENAS 58

2.3.1 Determinación de la distribución del tamaño de partícula de la

arena (30/100 y16/50) 58

2.4 ELABORACIÓN DE LOS MORTEROS 60

2.5 CARACTERIZACIÓN DE LOS MORTEROS 62

2.5.1 Determinación de la apariencia 62

2.6 ELABORACIÓN DE PISOS 62

2.7 ELABORACIÓN DE PISOS COMERCIALES 65

2.8 REALIZACIÓN DE PRUEBAS MECÁNICAS 69

2.8.1 Prueba de contracción 69

2.8.2 prueba de resistencia a la abrasión 71

2.8.2.1 Prueba taber test 71

2.8.2.2 Prueba chorro de corindón 73

2.8.3 Prueba de contenido de aire 76

2.8.4 Prueba de flujo libre 78

2.8.5 Prueba de resistencia a la compresión 79

2.8.6 Prueba de adherencia 81

3. RESULTADOS Y ÁNALISIS DE RESULTADOS 86

3.1 ELABORACIÓN DE LOS BINDER 86

3.2 CARACTERIZACIÓN DE LOS BINDER 87

3.2.1 Determinación de la densidad 87

3.2.2 Determinación de la viscosidad 88

3.2.3 Determinación de los sólidos disueltos 89

3.3 CARACTERIZACIÓN DE LAS ARENAS 89

3.3.1 Determinación de la distribución del tamaño de partícula de las

arenas. 89

3.4 ELABORACIÓN DE LOS MORTEROS 91

3.5 CARACTERIZACIÓN DE LOS MORTEROS 91

3.5.1 Determinación de la apariencia 91

3.6 ELABORACIÓN DE PISOS 93

3.7 PRUEBAS MECÁNICAS 93

3.7.1 Prueba de contracción 93

3.7.2 RESISTENCIA A LA ABRASIÓN 94

3.7.2.1 Prueba taber test 94

3.7.2.2 Prueba chorro de corindón 96

3.7.3 Prueba de contenido de aire 98

3.7.4 Prueba de flujo libre 100

3.7.5 Prueba de resistencia a la compresión 102

3.7.6 Prueba de adherencia 104

10

4. EVALUACIÓN DE COSTOS DE LOS PISOS OBTENIDOS 108

5. CONCLUSIONES 116

6. RECOMENDACIONES 117

BIBLIOGRAFÍA 118

ANEXOS 121

11

LISTA DE CUADROS

pág.

Cuadro 1. Métodos, equipos y materiales utilizados en la experimentación 45

Cuadro 2. Mezclas de binder y arena para la elaboración de los morteros. 50

Cuadro 3. Procesos de producción de los binder 55

Cuadro 4. Resultados de la apariencia de los ocho morteros 92

12

LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Clasificación de los morteros de pega para mampostería simple -

según la resistencia a la compresión a 28 días y según dosificación 34

Tabla 2. Morteros de relleno partes por volumen 35

Tabla 3. Usos de los morteros de cemento 36

Tabla 4. Tipos de tamices empleados. 60

Tabla 5. Pruebas mecánicas con su respectiva dimensión. 63

Tabla 6. Formulación de pisos. 64

Tabla 7. Dimensión de compartimientos para resistencia a la compresión. 80

Tabla 8. Dimensiones del disco para hacer semiperforación en la zona de -

prueba. 83

Tabla 9. Determinación de la densidad. 88

Tabla 10. Resultados de la viscosidad. 88

Tabla 11. Resultados de los sólidos disueltos para cada binder (1, 2, 3 y 4) 89

Tabla 12. Resultados granulometría arena 30/100 90

Tabla 13. Resultados granulometría arena 16/50 90

Tabla 14. Resultados de la prueba de contracción 94

Tabla 15. Resultados de la prueba taber test de los pisos (1, 2, 3 y 4) 95

Tabla 16. Resultados de la prueba taber test de los pisos (5, 6, 7 y 8) -

incluyendo el piso comercial Nº2 95

Tabla 17. Resultados de prueba chorro de corindón de los pisos (1, 2, 3 y 4) 97

Tabla 18. Resultados de prueba chorro de corindón de los pisos (5, 6, 7 y 8) -

incluyendo los dos pisos comerciales 98

Tabla 19. Resultados de la prueba contenido de aire de los diferentes pisos -

incluyendo los dos comerciales 99

Tabla 20. Resultados de flujo libre 101

Tabla 21. Resultados de resistencia a la compresión a 14 y 28 días 103

Tabla 22. Resultados de prueba de adherencia 105

Tabla 23. Costos reales del precio de venta para cada piso vs desempeño -

en prueba de contracción 108

Tabla 14. Resultados de costos vs desempeño para cada piso de la prueba -

taber test. 109

Tabla 25. Resultados de costos vs desempeño para piso en prueba chorro -

corindón. 110

Tabla 26. Resultados de costos vs desempeño para piso en prueba -

contenido de aire. 111

Tabla 27. Resultados de costos vs desempeño para cada piso en prueba de -

flujo libre. 112

13

Tabla 28. Resultados de consumo vs desempeño para cada piso en prueba -

de resistencia a la compresión. 113

Tabla 29. Resultados de consumo vs desempeño para cada piso en prueba -

de adherencia. 114

14

LISTA DE ILUSTRACIONES

pág.

Ilustración 1. Cemento portland fino. 27

Ilustración 1. Componentes principales del Cemento portland. 28

Ilustración 3. Diagrama general de la elaboración de morteros y pisos con -

su respectiva caracterización 52

Ilustración 4. Diagrama de procesos de producción del binder 53

Ilustración 5. Muestra del picnómetro vacío y lleno 56

Ilustración 6. Muestra de 2g de binder pesados en una balanza (derecha) -

y llevados al equipo analizador de humedad (izquierda) 58

Ilustración 7. Arena 16/50 (izquierda) y arena 30/100 (derecha) 59

Ilustración 8. Torre de tamices 59

Ilustración 9. Esferas de acero 60

Ilustración 10. Mezcla de binder y arena 61

lustración 11. Moldes de aplicación de los distintos tipos de morteros 61

Ilustración 12. Diagrama elaboración de pisos y caracterización de las -

pruebas mecánicas 65

Ilustración 13. Recipiente para tomar muestra de Piso comercial N°1 y agua 66

Ilustración 14. Mezcla de Piso comercial N°1 66

Ilustración 15. Láminas vacías para prueba de contracción 69

Ilustración 16. Láminas con mezcla de piso 70

Ilustración 17. Molde de muestra para aplicar mezcla de piso 71

Ilustración 18. Mezcla de piso seco con su respectivo papel pegante -

sobre la cara inferior para pesar en una balanza analítica 72

Ilustración 19. Balanza analítica y abrasímetro taber 5130 que se utiliza -

para prueba de contracción. 73

Ilustración 20. Molde de piso seco (izquierda) y desmolde de la base -

de piso (derecha) para hacer prueba de chorro de corindón 74

Ilustración 21. Equipo para hacer prueba de abrasión por caída de corindón 75

Ilustración 22. Muestra de corindón 75

Ilustración 23. Tanque a presión para hallar contenido de aire 77

Ilustración 24. Instrumentos que se utilizan para hallar flujo libre 78

Ilustración 25. Mezcla de piso agregada al cono para medir flujo libre 79

Ilustración 26. Molde de compartimiento vacío y con mezcla de piso seco 80

Ilustración 27. Máquina de ensayo para hallar resistencia a la compresión 81

Ilustración 28. Placa de concreto con su respectiva señalización de bordeado -

dividida en 6 partes iguales (izquierda) y equipo tramex (derecha) -

utilizado para hallar humedad de placas 82

15

Ilustración 29. Placas de concreto con sus respectivas mezclas (secas) -

de pisos para realizar prueba pull off 82

Ilustración 30. Placas de concreto con sus respectivos discos para luego -

ser falladas en el equipo pull off 84

Ilustración 31. Toma de muestra con equipo pull off para fallar piso 84

Ilustración 32. Tipos de binder con sus respectivas diferencias visuales -

al lado derecho encontramos el (B1, B2 Y B3) y al lado izquierdo (B4) 86

Ilustración 33. Representación de los pisos autonivelantes incluyendo los -

dos pisos comerciales en prueba chorro de corindón 96

Ilustración 34. Placa de concreto con su respectiva adherencia 107

16

LISTA DE ECUACIONES

pág.

Ecuación 1. Peso específico 56

Ecuación 2. Ecuación global 67

Ecuación 3. Cálculo proporcional para hallar cantidad de agua 68

Ecuación 4. Pérdida de agua 70

Ecuación 5. Porcentaje pérdida de agua 70

Ecuación 6. Área del disco de metal 83

Ecuación 7. Porcentaje retenido real 89

Ecuación 8. Porcentaje pasa 90

17

LISTA DE GRÁFICAS

pág.

Gráfica 1. Granulometría arena 30/100 y arena 16/50 - %pasa vs # tamiz 91

Gráfica 2. Contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos -

pisos comerciales 100

Gráfica 3. Resultados de contenido de aire con sus respectivos pisos 102

Gráfica 4. Resultados de resistencia a la compresión para cada piso -

incluyendo los dos pisos comerciales 103

Gráfica 5. Resultados de prueba de adherencia realizando ensayo -

pull off a los 14 y 28 días 106

18

LISTA DE ANEXOS

pág.

Anexo A. Evidencia de la hoja técnica del producto Piso comercial N°1 122

Anexo B. Evidencia de la hoja técnica del producto Piso comercial N°2 124

Anexo C. Evidencia de los resultados de la prueba de contracción 126

Anexo D. Evidencia de los resultados de la prueba taber test 127

Anexo E. Evidencia de los resultados de la prueba flujo libre 128

Anexo F. Evidencia de los resultados de la prueba resistencia a la -

compresión 129

Anexo G. Evidencia de los resultados de la prueba de adherencia 130

19

GLOSARIO

ADHERENCIA: capacidad del mortero para atender esfuerzos normales y tangenciales a la superficie que lo une a la estructura1. AGREGADO: material granular, tal como la arena, grava, piedra molida, hormigón de cemento hidráulico molido o escoria de alto horno molida, empleado junto con un medio de cemento hidráulico para elaborar hormigón o mortero. AGLOMERANTES: materiales cementantes, ya sea cementos hidratados o productos de cemento o cal y materiales silíceos reactivos; los tipos de cemento y las condiciones de curado determina el tipo general de aglomerante formado. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO: tiene por objeto determinar la distribución de tamaños de las partículas existentes en una muestra seca. AUTONIVELANTE: es la capacidad del material para revestimiento continuo en estado fresco para extenderse de forma natural y dar lugar a una superficie plana y horizontal”2. BINDER: compuesto principal, cuya función es mantener adheridos los componentes empleados en la elaboración de los morteros de nivelación. CLINKER: producto final del horno de cemento portland, material cementante bruto antes de la molienda. CONGLOMERANTE: material utilizado para unir partículas sólidas de tal manera que formen una masa coherente, por ejemplo, cemento o cal para la construcción3. CONSISTENCIA: es el grado de fluidez de un mortero en estado fresco. Proporciona una medida de la deformabilidad del mortero fresco cuando se somete a un esfuerzo determinado4.

1 GUTIÉRREZ DE LÓPEZ, Libia. Análisis de las características de los agregados para concretos y morteros en

Manizales. Trabajo de promoción. Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, 2003. p.120. 2 ESCRIBANO TÉVAR, Tomas y GARCIA ANDRÉS, Alba. Morteros autonivelantes de elevada conductividad

térmica. Trabajo final de grado. Valencia.: Universidad Politécnica de Valencia. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Edificación, 2013. 253p. 3 Ibid., p. 179

4 Ibid., p. 179

20

CONTENIDO DE AIRE: volumen de vacíos de aire en la pasta cementicia, mortero u hormigón, excluyendo el espacio de los poros en las partículas de los agregados; generalmente se expresa como un porcentaje del volumen total de la pasta, mortero u hormigón. CONTRACCIÓN: es el acotamiento que experimenta el concreto durante el proceso de endurecimiento y secado. Se debe principalmente a la pérdida por evaporación del exceso de agua de mezclado. CORINDÓN: óxido de aluminio cristalizado de extrema dureza, que es usado como piedra preciosa. DIAL: superficie graduada sobre la cual se mueve un indicador que señala o mide una determinada magnitud. DOSIFICACIÓN: es la proporción en volumen o en peso de los distintos materiales integrantes del mortero (aglomerante/árido), y dependerá de la finalidad del mismo, de su composición y de la resistencia mínima deseada5

.

ESCORIA DE ALTO HORNO: subproducto no metálico de la producción de acero que consiste básicamente en silicatos y aluminosilicatos del calcio que se desarrollan en la condición fundida simultáneamente con el hierro en el alto horno. EXUDACIÓN: es una forma de segregación en el que aparecen en la superficie del concreto recién colado partículas de agua y a su vez pueden ocasionar un aumento en la relación a/c en la superficie6. FIBROCEMENTO: es un material utilizado en la construcción, resultado de una mezcla de cemento o un aglomerante de silicato de calcio que se forma por la reacción química de un material silíceo y un material calcáreo, reforzado con fibras orgánicas, minerales y/o fibras inorgánicas sintéticas. FILLER: material inerte finamente dividido tal como caliza pulverizada, sílice o sustancias coloidales que algunas veces se agregan a la pintura, al cemento portland u otros materiales para reducir la retracción, mejorar la trabajabilidad o actuar, aumentar su volumen; material que se usa para tapar una abertura en un encofrado. FRAGUADO: grado en el cual el concreto fresco perdió su plasticidad y se endurece.

5 Ibid., p. 179

6 CUMBAJÍN SIMBA, Edwin Santiago, La impermeabilización en construcciones nuevas y existentes, Proyecto

previo a la obtención del título en Administración de proyectos de la Construcción. Quito.: Escuela Politécnica Nacional. Escuela de formación Tecnológica, 2007. 175p.

21

HORMIGÓN: material compuesto que consiste esencialmente en un medio ligante dentro del cual hay partículas o fragmentos de agregado, generalmente una combinación de agregado fino y agregado grueso; en el hormigón de cemento portland7. LIGANTE: es una mezcla de cemento portland y agua. MÁSTICO: se componen de una carga (sólido) y de una solución (líquido) que se mezclan durante la preparación y aplicación del producto. MORTERO: mezcla de materiales cementantes, agregado fino y agua, que puede contener aditivos, y normalmente se usa para unir unidades de mampostería. MORTERO AUTONIVELANTE: es un mortero de consistencia muy fluida, que prácticamente sin ayuda puede nivelarse por sí mismo y que presenta suficiente cohesión para evitar que se produzca segregación o sangrado. Su uso puede ser para aplicaciones interiores o exteriores dependiendo del producto elegido8. MORTERO DE PEGA: mezcla plástica de materiales cementantes, agregado fino y agua, usado para unir las unidades de mampostería. MORTERO DE RECUBRIMIENTO O REVOQUE (PAÑETE): mezcla plástica de materiales cementantes, agregado fino y agua, usado para dar acabado liso (enlucir) los muros de mampostería. MORTEROS PARA PISOS: los morteros para pisos deben poseer una buena resistencia al desgaste y a la compresión, por lo tanto, deberá usarse una dosificación rica en pasta cementante9 NIVELACIÓN: conjunto de operaciones por medio de las cuales se determina la elevación de uno o más puntos respecto una superficie horizontal de referencia dada o imaginaria la cual es conocida como superficie o plano de comparación.

7 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Terminología del Cemento y el Hormigón. En: Terminología del Cemento

y el Concreto ACI 116R. México: p. 29. 8 ESCRIBANO TÉVAR, Tomas y GARCIA ANDRÉS, Alba. Morteros autonivelantes de elevada conductividad

térmica. Trabajo final de grado. Valencia.: Universidad Politécnica de Valencia. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Edificación, 2013. 253p 9 CUMBAJÍN SIMBA, Edwin Santiago, La impermeabilización en construcciones nuevas y existentes, Proyecto

previo a la obtención del título en Administración de proyectos de la Construcción. Quito.: Escuela Politécnica Nacional. Escuela de formación Tecnológica, 2007. 175p.

22

PUZOLANA: materiales silíceos y aluminosos, tales como ceniza volante o humo de sílice, que, por si mismos, poseen poco o ningún valor cementante, pero que cuando están finamente molidos y en la presencia de agua, reaccionan con el hidróxido de calcio a temperaturas normales, para formar compuestos que poseen propiedades cementantes. RESISTENCIA A LA ABRASIÓN: capacidad de una superficie de resistir el desgaste por frotación y fricción. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: valor de la carga máxima uniformemente repartida, aplicada hasta la rotura, sobre probetas de mortero10. RETRACCIÓN: es la contracción experimentada por el mortero, por variación en la temperatura de su masa durante el endurecimiento11. SEGREGACIÓN: es la separación de sus componentes una vez amasado provocando que la mezcla de mortero fresco presente una distribución de sus partículas no uniforme12.

10

Ibid., p. 181. 11

Ibid., p. 181. 12

Ibid., p. 182.

23

RESUMEN

El presente proyecto se desarrolló en una empresa que se “dedica a la

rehabilitación y reforzamiento de estructuras, elaboración de pisos, recubrimientos

para metal, impermeabilizaciones para sótanos, estacionamientos subterráneos y

cubiertas especiales”13, el cual tiene como finalidad evaluar los diferentes morteros

sobre las propiedades de pisos autonivelantes comparando los pisos comerciales

Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2 que actualmente se encuentran en el

portafolio de CI. Teniendo en cuenta la revisión de literatura realizada y los

ensayos llevados a cabo siguiendo las normas ASTM y NTC, se conocerá cuál de

estos 8 pisos tienen el mejor rendimiento estudiando no solo las variaciones

químicas sino también todos los factores que pueden afectar el desempeño y

aplicabilidad, siendo estos los pisos autonivelantes, a los que se desea mejorar

sus propiedades mecánicas como la contracción, resistencia a la abrasión (prueba

taber test y chorro de corindón), flujo libre, contenido de aire, resistencia a la

compresión y adherencia. Donde se variarán los tipos de arenas (30/100 - 16/50) y

binder (B1, B2, B3 y B4) comparando así los resultados con los dos pisos

comerciales existentes (Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2).

Posteriormente, se analizaron diferentes pruebas mecánicas con la finalidad de

saber cuál de estas fue la mejor. La resistencia a la compresión se considera la

más importante ya que nos define el esfuerzo máximo que puede soportar el piso

bajo la carga de aplastamiento, obteniendo tanto en el piso 3 y piso 5 los

resultados más sobresalientes, superando el valor de los dos pisos comerciales

Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2, debido al tipo de arena que se empleó

en la elaboración en estos dos pisos, la cual le dio mayor absorción y fluidez, sin

que este se agrietará, dando así una mayor compactación del cubo al ejercer una

carga axial sobre él.

Por último, se realizó un análisis de costos de los pisos obtenidos (P1, P2, P3, P4,

P5, P6, P7 y P8) para conocer cuál de estos pisos obtuvo el menor

consumo/desempeño frente a los pisos comerciales.

Palabras Clave: mortero, adherencia, compresión, contracción, fraguados y

autonivelante.

13

Sika Colombia. Mercados. tomado el día 16 de abril [En línea]. Disponible en Internet: https://col.sika.com/es/sika-colombia/Aboutus/SikaProfile/target-markets.html.html

24

INTRODUCCIÓN

La empresa CI es una compañía suiza especializada en productos químicos para la construcción y la industria. Abarca un amplio portafolio de soluciones para impermeabilizar, pegar, sellar y proteger. Cuenta con un equipo profesional que investiga permanentemente como atender las necesidades de los negocios de la industria de productos químicos para la construcción, proponiendo innovaciones continuas en productos, servicios y procesos que hagan de la compañía un ente más competitivo. Es por esto que, desde el departamento de investigación, desarrollo e innovación de producto, CI acapara un segmento del mercado de la construcción en el que siempre se busca mejorar el portafolio de productos. Por esta razón, se hace necesario no solo el desarrollo de productos sino también el estudio de los factores que afectan su desempeño y el establecimiento de las normas representativas para su evaluación. Uno de los mercados de la industria de la construcción es la de pisos que se

emplean para proteger y decorar las superficies exteriores e interiores de casas,

edificios, fábricas, laboratorios entre otros. Existen diferentes tipos de pisos

dependiendo de la química y de las propiedades que se necesiten; los más

comunes son los acrílicos, poliuretánicos, epóxicos y cementicios. Entre mayor es

la exigencia en cuanto a la resistencia química y mecánica, mayor es el costo del

mismo. Para atender todos los tipos de mercado y características requeridas por

los clientes es necesario realizar investigación y desarrollo, estudiando no solo las

variaciones químicas sino también todos los factores que pueden afectar el

desempeño y aplicabilidad, abriendo así una investigación a uno de los productos

con mayor mercado, siendo estos los pisos autonivelantes a los cuales se les

desea mejorar sus propiedades mecánicas variando dentro de su elaboración los

tipos de arenas (30/100 - 16/50) y binder (B1, B2, B3 y B4), comparando así los

resultados con los dos pisos comerciales existentes (Piso comercial N° 1 y Piso

comercial N° 2).

25

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto de diferentes morteros sobre las propiedades de pisos autonivelantes, a escala laboratorio. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Caracterizar los morteros que se evaluarán en la formulación de los pisos.

Establecer la formulación que genere la mayor autonivelación y propiedades mecánicas.

Realizar un análisis de costos de los pisos obtenidos.

26

1. GENERALIDADES

En el siguiente capítulo se hace una breve descripción de la empresa que financia el trabajo de grado y se describe las razones por las cuales apoyan este tipo de investigaciones. También se presentan los conceptos teóricos y fundamentales utilizados en el desarrollo del proyecto. Es importante describirlos con el fin de contextualizar al lector en el marco del efecto de diferentes morteros sobre las propiedades de pisos autonivelantes, la cual involucra el estudio del comportamiento de las propiedades mecánicas para la elaboración de pisos. Dichos conceptos serán abordados más adelante junto con otros temas que lo explican. 1.1 COMPAÑIA IINTERESADA (CI) Es una empresa ubicada en la vereda Canavita km 20.5 Autopista Norte – Tocancipá. enfocada en nueve grandes segmentos del mercado como lo es la rehabilitación y reforzamiento de estructuras, elaboración de pisos, recubrimientos para metal, impermeabilizaciones para sótanos, estacionamientos subterráneos, túneles, todo tipo de estructuras impermeables, cubiertas especiales, remodelación, acabados interiores, pegado o sellado en construcción en la industria incluyendo el sector automotriz, refrigeración, marino, entre otros14 1.2 MORTEROS

El mortero es una mezcla homogénea de cemento, arena, agua y en algunas

ocasiones aditivos.

“Los morteros se definen como mezclas de uno o más conglomerantes

inorgánicos siendo el principal el cemento. También se puede adicionar cal como

segundo conglomerante para aportar trabajabilidad y plasticidad. Otros

componentes son los áridos silíceos, calizos; los aditivos químicos que pueden ser

aireantes, plastificantes, retenedores de agua, hidrofugantes, retardantes y el

agua”15.

1.3 MATERIAS PRIMAS PARA ELABORACIÓN DE MORTEROS

Es todo aquel bien, destinado a la transformación mediante un proceso productivo

hasta convertirse en un bien de consumo.

14

Sika Colombia. Mercados. tomado el día 16 de abril [En línea]. Disponible en Internet: https://col.sika.com/es/sika-colombia/Aboutus/SikaProfile/target-markets.html.html 15

MARTÍNEZ ZAMORA, L. Límites de conformidad de finos pasados por el tamiz 200. Influencia reológicas- mecánicas en la matriz de hormigón, 83 h. Tesis en opción al título de Ingeniero Civil Trabajo de diploma en opción a Ingeniero Civil. Universidad de Matanzas “Camilo Cienfuegos”, Matanzas (Cuba). 2013

27

Ilustración 1. Cemento portland fino.

Las materias primas utilizadas para el desarrollo de este proyecto se dan a

continuación.

1.3.1. Cemento portland. Es un importante material de construcción teniendo en

cuenta la cantidad producida. Este se obtiene por molturación conjunta de Clinker,

una cantidad adecuada de regulador de fraguado y eventualmente, hasta un 5%

de adiciones. Estas adiciones son de escoria siderúrgica, puzolana siderúrgica,

puzolana natural, cenizas volantes, carga inorgánica como relleno para calizos y

humo de sílice16.

“Los cementos portland son cementos hidráulicos compuestos principalmente de

silicatos hidráulicos de calcio (Ilustración 1). Los cementos hidráulicos se fraguan y

se endurecen por la reacción química con el agua. Durante la reacción, llamada

hidratación, el cemento se combina con el agua para formar una masa similar a

una piedra, llamada pasta. Cuando se adiciona la pasta (cemento y agua) a los

agregados (arena y grava, piedra triturada piedra machacada, pedrejón u otro

material granular), la pasta actúa como un adhesivo y une los agregados para

formar el concreto, el material de construcción más versátil y más usado en el

mundo”17.

Fuente: Estudio del Surgimiento, Clasificación y

Propiedades de los morteros18

16

JIMÉNEZ, P.; GARCÍA A.; MORÁN, F. Hormigón Armado (14 edition), Editorial Gustavo Gili, SA, Barcelona. (España). 2000. 17

KOSMATKA, Steven, et al. Diseño y Control de Mezcla de Concreto de la PCA. En: Diseño y Control de Mezcla de Concreto de la PCA. Illinois: PCA, 2004. p. 25. 18

CONSUEGRA, Liset, et al. ESTUDIO DEL SURGIMIENTO, CLASIFICACIÓN Y PROPIEDADES DE LOS MORTEROS. En: 2016, vol. 1, p. 3-4.

28

Ilustración 2. Componentes principales del Cemento Portland.

CaO+SiO₂+ Al₂O₃+Fe₂O

₃

Silicatos y Aluminatos

de Calcio

MgO, SO₃, K₂O y

“Los componentes principales del cemento portland como se ve en la Ilustración 2

son los silicatos y los aluminatos de calcio, los cuales se forman por la asociación

química de diferentes óxidos como: el óxido de calcio (CaO), la sílice ( ), la

alúmina ( ) y el óxido de hierro (III) ( ).

Fuente: Elaboración propia

Adicionalmente, se forman compuestos secundarios como óxido de magnesio

(MgO), trióxido de azufre ( ), óxido de potasio ( ), óxido de sodio ( O) y

otros compuestos.

Los dos últimos óxidos, el de potasio y el de sodio se conocen como los álcalis del

cemento, normalmente estos compuestos se encuentran en un 0.6 % en forma

combinada, esta restricción obedece a que por encima de este porcentaje y bajo

condiciones ambientales favorables, los álcalis reaccionan en forma expansiva con

algunos agregados de origen volcánico, provocando la desintegración del

concreto.

29

Los óxidos de calcio y de silicio son los más abundantes en los cementos, su

variación en porcentaje, al igual que la de los demás óxidos está regida por la

proporción de ingredientes en el proceso de producción”19; siendo así, pequeños

cambios en los porcentajes de óxidos producen cambios muy importantes en los

compuestos principales del cemento.

La propiedad como aglomerante del cemento portland en las pastas, se debe a la

reacción química que ocurre entre el cemento y el agua, llamada reacción de

hidratación. El cemento Portland no es un compuesto químico simple, sino que es

una mezcla de muchos compuestos, como lo son:

“Nomenclatura:

Alita: es una disolución sólida del y está en una proporción

aproximada del 50-60%

Belita: en una proporción del 20-25%

: en una proporción del 5-10%

Fase Ferrítica: conocida como

Etapas de hidratación:

Hidratación de la Alita

I. Etapa de pre-inducción:

II. Etapa de inducción:

III. Periodo de hidratación media: rápida precipitación de CSH junto con el

IV. Periodo de hidratación final: se forma una estructura de CSH densa

19


30

Hidratación de y del (fase ferrítica)

es la más reactiva frente al agua

Define el fraguado del cemento

La hidratación de la fase ferrítica es similar a la del , pero mucho más

lenta.

I. hidratos hexagonales – metaestables

II. h. cúbico – estables”20

Las reacciones se producen a altas temperaturas entre un material calizo y otro

conteniendo sílice, alúmina y óxido de hierro (III). Estas reacciones ocurren en

hornos de diversos tipos, normalmente bajo condiciones oxidantes.

1.3.1.2. “Tipos de cemento portland. Se fabrican diferentes tipos de cemento

portland a varios requisitos físicos y químicos para aplicaciones específicas. Los

cementos portland se producen de acuerdo a las especificaciones ASTM C 150.

La ASTM C 150, Especificaciones de Norma para el cemento portland, designa

ocho tipos de cementos, usando los números romanos, como sigue:

Tipo I Normal.

Tipo IA Normal con aire incluido.

Tipo II Moderada resistencia a los sulfatos.

Tipo IIA Moderada resistencia a los sulfatos con aire incluido.

Tipo III Alta resistencia inicial (alta resistencia temprana).

Tipo IIIA Alta resistencia inicial con aire incluido.

Tipo IV Bajo calor de hidratación

Tipo V Alta resistencia a los sulfatos.

En general el tipo de cemento en el que se va centrar es el tipo (I y III), donde:

Tipo I: es un cemento para uso general, apropiado para todos los usos donde

las propiedades especiales de otros cementos no sean necesarias. Sus

empleos en concreto incluyen pavimentos, pisos, edificios en concreto armado,

puentes, tanques, embalses, tubería, unidades de mampostería y productos de

concreto prefabricado y precolado.

20

MORAGUES, Amparo. PROCESOS DE HIDRATACIÓN DEL CEMENTO PORTLAND MICROESTRUCTURA DEL HORMIGÓN [diapositiva]. Madrid. Azul y blanco. Texto en español. 53 p.

31

Tipo III: es un cemento que ofrece resistencia a edades tempranas,

normalmente una semana o menos. Este cemento es química y físicamente

similar al cemento tipo I, a excepción de que sus partículas se muelen más

finamente. Es usado cuando se necesita remover las cimbras (encofrados) lo

más temprano posible o cuando la estructura será puesta en servicio

rápidamente. En clima frío, su empleo permite una reducción en el tiempo de

curado. A pesar de que se puede usar un alto contenido de cemento tipo I para

el desarrollo temprano de la resistencia, el cemento tipo III puede ofrecer esta

propiedad más fácilmente y más económicamente”21.

1.3.2. “Arena. Es el producto clástico (formada por fragmentos de diferentes rocas

preexistentes) de la desintegración de las rocas y cuyo tamaño de los granos está

comprendido entre 5 mm y 0,02 mm, o también como todo material procedente de

rocas naturales, producido por la naturaleza o mediante machaqueo.

Para la selección del tipo de arena en la elaboración de los morteros, es

importante tener en cuenta la forma de los granos pues es de gran influencian en

la resistencia de los morteros. Las arenas cuyos granos son angulosos y ásperos

dan morteros broncos de peor trabajabilidad que las de granos lisos y

redondeados, mientras que las arenas que tienen los granos en forma de laja,

laminares o aciculares, deben emplearse única y exclusivamente cuando se

necesite obtener morteros poco compactos, pues se acuñan con facilidad, dejando

huecos y dan morteros poco compactos.

Al emplear arena húmeda en la confección de un mortero supone una adición

extra de agua considerable que aumenta la relación agua / conglomerante;

además, del exceso de agua, la humedad de la arena puede producir otro efecto

pernicioso, porque con ciertos grados de humedad, la arena experimenta un

aumento de volumen que se conoce con el nombre de entumecimiento, y a partir

de un determinado volumen de arena saturada, la humedad aumenta, generando

un aumento de volumen hasta llegar a un máximo y decrecer después, ocupando

el mismo volumen que al principio cuando la arena está totalmente empapada.

Este fenómeno es tanto más acentuado cuanto más fina es la arena, llegando a

producirse un aumento de volumen del orden de 140% con una cantidad de agua

del orden del 8 al 9%.

1.3.2.1. Influencia del tipo de arena en los morteros. La influencia de los tipos

de arenas está relacionada con su procedencia la cual es variada influyendo así

en sus aplicaciones. Dentro de los diferentes tipos se encuentran: 21

KOSMATKA. Op. cit., p. 30.

32

Arena de río: sus yacimientos se encuentran en los cursos de los ríos. Sus

granos, según el tramo en curso, pueden ser de aristas vivas y redondeadas, o

totalmente redondeadas. Las arenas de aristas vivas dan morteros de difícil

trabajabilidad y si no se toman precauciones pueden presentar poca

compacidad, debido al acuñamiento de sus granos; las del curso superior de

los ríos, se presentan limpias; las de los cursos inferiores suelen tener

ausencia de fracción gruesa de sus granos y un mayor porcentaje de arcilla y

limos.

No deben emplearse para confeccionar morteros que se utilicen como material de

agarre para chapados, aplacados, alicatados y pavimentos, por dar morteros de

escasa plasticidad.

Arenas de playa: estas arenas, según las zonas costeras, serán de un tipo de

roca distinto; todas tienen granulometría unimodular y, salvo excepciones, son

finas. Debido a las sales del agua de mar, se hace necesario su lavado, previo

a la utilización.

Arenas de mina: son aquellas procedentes de depósitos sedimentarios de

valles y cuencas antiguas. Su composición mineralógica y geológica será

según la que tenga la roca madre de la que proceda. Se encuentran en

estratos o lentejones depositados por sedimentación. Sus granos suelen ser

angulosos o redondeados, según la sedimentación en el antiguo cauce y

poseen una pequeña parte de arcilla, no sobrepasando el 5%. Son buenas

para sentar fábricas a las que no hayan de exigírseles grandes resistencias

mecánicas; se pueden utilizar en revestimientos interiores. Sus morteros tienen

buena trabajabilidad, debido a la plasticidad que les confiere la arcilla.

Arenas de miga: son aquellas que siendo de mina, el porcentaje de arcilla es

superior al 5 % y siempre menor del 20 %. Las que sobrepasen este último

porcentaje deben rechazarse para elementos de fábrica resistente de ladrillo y

sólo son utilizadas para morteros de material de agarre de solados, chapados y

alicatados o revestimientos.

Arenas de duna: este tipo de arena suele tener las aristas desgastadas por la

acción eólica. Su granulometría es unimodular, dando mala compacidad a los

morteros.

Arenas artificiales: son las procedentes de machaqueo de las rocas y recibirán

los nombres con arreglo a la roca madre, pero siempre añadiendo "de

machaqueo", por ejemplo: "arena porfídica de machaqueo".

33

Para la utilización de las diferentes arenas para la construcción de morteros u

otros materiales como puede ser el hormigón es necesario la realización de una

caracterización la cual no es más que la medición de sus propiedades. Para la

interpretación de los resultados obtenidos se cuenta con documentos

normalizados entre los que se encuentra la ASTM C 33 – 03”22.

1.4. MORTERO. “Es una mezcla homogénea de un material cementante

(cemento), un material de relleno (agregado fino o arena), agua y en algunas

ocasiones aditivos.

1.4.1 Tipos de morteros. De acuerdo al endurecimiento se pueden distinguir dos

tipos de morteros. Los aéreos que son aquellos que endurecen al aire al perder

agua por secado y fraguan lentamente por un proceso de carbonatación, y los

hidráulicos o acuáticos que endurecen bajo el agua, debido a que su composición

les permite desarrollar resistencias iniciales relativamente altas.

Teniendo en cuenta los materiales que lo constituyen, pueden ser:

Morteros calcáreos: son los que contienen la cal como aglomerante, se

distinguen, según el origen de esta en aéreos e hidráulicos.

Los diferentes tipos de cal aérea más conocidos son la cal blanca y la cal gris

(dolomítica), en los morteros aéreos la arena tiene como objetivo principal evitar el

agrietamiento por las contracciones del mortero al ir perdiendo el agua de

amasado. Se recomienda que la arena sea de partículas angulares y que esté

libre de materia orgánica. La proporción de cal-arena más usada para revoque es

de 1-2 y para mampostería simple de 1-3 o de 1-4. Si la proporción aumenta el

mortero pierde ductilidad y trabajabilidad.

En Colombia, sólo se utiliza este mortero en trabajos de embellecimiento de

interiores que requieren esquinas perfectas.

Morteros de yesos: se preparan con yeso hidratado más agua. El contenido de

agua es variable según el grado de cocción, calidad y finura de molido del

yeso. En obras corrientes se agrega el 50%, para estucos el 60% y para

moldes el 70%. El mortero se prepara a medida que se necesita, pues

comienza a fraguar a los cinco minutos y termina más o menos en cuarto de

hora.

22

CONSUEGRA. Op. cit., p. 4-6.

34

Morteros de cal y cemento: son aconsejables cuando se busca gran

trabajabilidad, buena retención de agua y alta resistencia (superior a la de los

morteros de cal); en estos morteros se sustituye parte del cemento por cal,

razón por la cual se les conoce también como Morteros de Cemento Rebajado.

En cada país la clasificación de los morteros obedece a propiedades específicas

de resistencia a la compresión. La norma más utilizada es la ASTM-270, la cual

clasifica los morteros de pega por propiedades mecánicas y por dosificación. En

esta norma se aceptan 5 tipos de mortero en orden decreciente de resistencia. La

Tabla 1 a continuación resume esta clasificación23.

Tabla 1. Clasificación de los morteros de pega para mampostería simple según la

resistencia a la compresión a 28 días y según dosificación

TIPO DE

MORTERO

RESISTENCIA A LA

COMPRESIÓN

(MPa) (Kg/ )

(P.S.I.)

CEMENTO

PORTLAND

CEMENTO

ALBANILERÍA

CAL AGREGADO

FINO

SUELTO

M 17.2 175 2500 1

1

1

-

0.25

Entre 2.25 y

3 veces de

cemento y

cal utilizado

S 12.4 126 1800 0.5

1

1

-

0.25a

0.50

N 5.2 53 750 -

1

1

-

0.5 a

1.25

O 2.4 25 350 -

1

1

-

1.25

a

2.50

K 0.5 5 75 1 - 2.50

a

4.00

Fuente: Análisis de las características de los agregados para concretos y morteros24

Los morteros de relleno se encuentran regulados por la Norma ASTM C-476 (ver

Tabla 2). Los morteros de relleno son aquellos que se utilizan para verter en el

interior de los muros con el objeto de aumentar la sección neta resistente del muro

y favorecer la unión entre la mampostería y el refuerzo.

23

GUTIÉRREZ DE LÓPEZ, Libia. Análisis de las características de los agregados para concretos y morteros en Manizales. Trabajo de promoción. Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, 2003. ISBN 958-9322-82-4 24

Ibid., p. 20

35

Tabla 2. Morteros de relleno partes por volumen

TIPO DE

RELLENO

CEMENTO

PORTLAND

CAL AGREGADO

FINO SUELTO

AGREGADO

GRUESO

SUELTO

Relleno fino

Relleno grueso

1

1

0 a 0.1

0 a 0.1

2.25 a 3.0

2.25 a 3.0

-

1 a 2

Fuente: Análisis de las características de los agregados para concretos y morteros25

En Colombia el uso de los morteros de cal y cemento empezó en el año 1975

cuando se observó que la resistencia a compresión de los ladrillos de arcilla con

los cuales se construyeron algunos edificios de cinco pisos con muros portantes

era baja. Sin embargo, el uso de esos morteros ha encontrado dificultades por la

mala calidad de la cal.

Morteros de cemento: son los más empleados en Colombia, se componen de

arena y cemento Portland. Este mortero tiene altas resistencias y sus

condiciones de trabajabilidad son variables de acuerdo a la proporción de

cemento y arena usados. Es hidráulico, el cual debe prepararse teniendo en

cuenta que haya el menor tiempo posible entre el amasado y la colocación; se

acostumbra mezclarlo en obra, revolviendo primero el cemento con la arena y

después adicionando el agua.

En el mortero de cemento al igual que en el hormigón, las características de la

arena, tales como la granulometría, módulo de finura, forma y textura de las

partículas, así como el contenido de materia orgánica, juegan un papel decisivo en

su calidad.

Si el mortero tiene muy poco cemento la mezcla se hace áspera y poco trabajable

en vista de que las partículas de arena se rozan entre sí, pues no existe suficiente

pasta de cemento que actúe como lubricante26.

Por otro lado, sí el mortero es muy rico, es decir (alto contenido de cemento), es

muy resistente, pero con alta retracción en el secado, o sea muy susceptible de

agrietarse; estos morteros muy ricos sólo se usan en obras de ingeniería que

exijan altas resistencias, tales como muros de contención o cimientos.

25

Ibid., p. 21 26

Ibid., p. 22

36

En Colombia el uso del mortero de cemento es ampliamente difundido, y se

dosifica de acuerdo a la proporción en peso de cemento y arena.

La Tabla 3 resume las diferentes proporciones de los morteros usados en

Colombia.

Tabla 3. Usos de los morteros de cemento

MORTERO USOS

1:1

1:2

1:3

1:4

1:5

1:6 y 1:7

1:8 y 1:9

Mortero muy rico para impermeabilizaciones. Rellenos Para impermeabilizaciones y pañetes de tanques subterráneos. Rellenos Impermeabilizaciones menores. Pisos Pega para ladrillos en muros y baldosines. Pañetes finos. Pañetes exteriores: pega para ladrillos y baldosines, pañetes y mampostería en general. Pañetes no muy finos. Pañetes interiores: pega para ladrillos y baldosines, pañetes y mampostería en general. Pañetes no muy finos. Pegas para construcciones que se van a demoler pronto. Estabilización de una pared en cimentaciones.

Los morteros 1:1 a 1:3 son morteros de gran resistencia y deben hacerse con

arena limpia.

Los morteros 1:4 a 1:6 se deben hacer con arena limpia o semilavada.

Para los morteros 1:7 a 1:9 se puede usar arena sucia, pues estos morteros

tienen muy poca resistencia.

1.5 USOS DE LOS MORTEROS. Los morteros pueden tener una función

estructural, y pueden usarse entonces en la construcción de elementos

estructurales, o en la mampostería estructural en donde puede ser de pega o de

relleno en las celdas de los muros.

Existen otros morteros que no tienen función estructural y se destinan a

recubrimiento como pañetes, repellos o revoques.

Morteros de pega: debe tener cualidades especiales, diferentes a los morteros

usados para otros fines porque está sometido a las condiciones especiales del

sistema constructivo, y una resistencia adecuada ya que debe absorber

esfuerzos de tensión y compresión.

37

Morteros de relleno: se utilizan para llenar las celdas de los elementos en la

mampostería estructural, y al igual que el mortero de pega debe tener una

adecuada resistencia.

Morteros de recubrimiento: debido a que su función no es estructural sino de

embellecimiento o la de proporcionar una superficie uniforme para aplicar la

pintura, no requieren una resistencia determinada; la plasticidad juega en ellos

un papel muy importante”27.

“Morteros para pisos: los morteros para pisos deben poseer una buena

resistencia al desgaste y a la compresión, por lo tanto, deberá usarse una

dosificación rica en pasta cementante”28.

1.6 PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS MORTEROS

“Dentro de las prestaciones que ofrece un mortero se distinguen dos etapas

diferenciadas por su estado físico, que se denomina estado fresco y estado

endurecido. En la confección de los morteros interviene de manera decisiva las

propiedades de los materiales que lo componen.

1.6.1 Estado fresco. Este responde a la fase del mortero una vez mezclado y

amasado. Su duración varía de acuerdo con el tiempo de fraguado requerido por

la proporción que integra la mezcla, así como, por la temperatura, humedad, entre

otros. En esta etapa el mortero es plástico y trabajable, lo que permite su puesta

en obra. Superada esta fase, el mortero endurece hasta consolidarse.

Por ello, es preciso diferenciar diversas propiedades y exigencias en función del

estado en que se encuentre el mortero.

1.6.2 Trabajabilidad y consistencia. La consistencia es la facilidad que posee el

mortero fresco para mantener la forma. Depende principalmente, del agua del

amasado, pero se ve influenciada por otros factores.

Esto indica la fluidez necesaria para morteros de albañilería, esta será de 190 mm

± 5 mm de diámetro.

27

GUTIÉRREZ DE LÓPEZ, Libia. Análisis de las características de los agregados para concretos y

morteros en Manizales. Trabajo de promoción. Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, 2003. ISBN 958-9322-82-4. 28

CUMBAJÍN SIMBA, Edwin Santiago, La impermeabilización en construcciones nuevas y

existentes, Proyecto previo a la obtención del título en Administración de proyectos de la Construcción. Quito.: Escuela Politécnica Nacional. Escuela de formación Tecnológica, 2007. 32 p.

38

La consistencia de un mortero define la trabajabilidad del mismo, por lo que esta

mejora con la adición de cal, plastificante o aireantes. Una buena trabajabilidad se

logra con morteros de consistencia plástica, que permite a la pasta conglomerante

bañar la superficie del árido, en otros casos se forman morteros excesivamente

secos o no trabajables, o bien, muy fluidos con tendencia a la segregación, por tal

motivo la trabajabilidad sería pesada.

1.6.3 Relación agua – cemento. Si bien la relación a/c no es una propiedad de

mortero fresco, es una variable muy importante en la dosificación del mortero, y

que influye en muchas de las propiedades tanto del mortero fresco (ej.

Consistencia), como en las del mortero endurecido (resistencias mecánicas). Una

relación a/c baja permite obtener morteros de mayores resistencias que una

relación a/c alta, si bien a mayor relación a/c mejor trabajabilidad.

Debido a esta demanda de agua se hace ineludible el uso de aditivos químicos

con el propósito de proporcionarle a la mezcla la docilidad y compactación

necesaria, manteniendo constante la relación a/c, siendo su principal función el

mejoramiento de las propiedades del mortero que son: mayor resistencia a edades

tempranas y finales, o mayor rendimiento del cemento en las mezclas sin afectar

su resistencia mecánica y manteniendo la consistencia en un valor

razonablemente útil29.

1.6.4 Estado endurecido. Una vez pasado el estado fresco, pasa a uno

secundario en el que el mortero tiene la “edad” necesaria para adquirir resistencia

mecánica. Las propiedades en este estado son estipuladas por las prescripciones

de proyecto y por el cumplimiento de las exigencias normativas y reglamentarias.

1.6.5 Resistencia a la compresión. La resistencia a compresión no es más que

la máxima resistencia medida de un ejemplar de hormigón sometida a una carga

axial. Esta propiedad es válida y se mide en hormigones y morteros. Además, es

el principal parámetro utilizado para medir la calidad de este material.

Desde los primeros años en los que el concreto se empezó a utilizar como

material estructural se encontró que la relación entre el agua y el cemento,

utilizados en la mezcla, tiene una gran influencia en la resistencia30.

Como dice Neville31, “la resistencia a la compresión depende principalmente de:

29

HOWLAND, J. Curso de Postgrado Tecnología del hormigón. (Cuba). 2005 30

DÓPICO, J. et al. Desarrollo de hormigones con cal-puzolana fina como material cementicio suplementario. Ingeniería de Construcción, 2008. 31

NEVILLE, A. Properties of concrete, Prentice Hall, (México). 1996.

39

Relación agua/cemento (a/c)

Nivel de compactación: a mayor compactación se obtiene una mayor

resistencia.

Cantidad de cemento: a mayor cantidad de cemento se obtiene una mayor

resistencia.

Granulometría de los áridos: el árido grueso es el que proporciona la

resistencia al hormigón.

Por otro lado, como dice Ramírez32, el uso de una granulometría gruesa o fina

influirá en la resistencia final. Emplear una granulometría gruesa en vez de fina

produce una mejora en la resistencia para iguales condiciones de plasticidad.

Desde el punto de vista práctico, la relación agua/cemento según lo planteado con

anterioridad es el factor que más influencia tiene en la resistencia del mortero

totalmente compactado pues la misma determina la porosidad del cemento

endurecido en cualquier momento de su hidratación.

La resistencia del mortero está influenciada principalmente por el volumen total de

huecos: aire ocluido, poros capilares, poros de gel y aire introducido. Es frecuente

encontrar a las arcillas formando una delgada capa sobre la superficie de los

áridos de mayor tamaño, reduciendo de este modo la adherencia entre la pasta

del mortero y el árido grueso.

1.6.6 Adherencia. Esta propiedad se da tanto en el mortero fresco como en el

endurecido.

La adherencia es la capacidad de absorber, tensiones normales y tangenciales a

la superficie que une el mortero y una estructura, es decir a la capacidad de

responder monolíticamente con las piezas que une ante solicitudes de carga.

En el caso de la mampostería, para obtener una buena adherencia es necesario

que la superficie sobre la que se va a colocar el mortero sea tan rugosa como sea

posible y tenga una absorción adecuada, comparable con la del mortero. Claro

está, esto varía de acuerdo al estado del mortero, fresco o endurecido”33.

32

RAMÍREZ, J. L., BARCENA, J. M. Y URRETA, J. I. Arenas calizas para la confección de hormigones: influencia de sus finos calizos y arcillosos a nivel de morteros. 1985. 33


40

En el mortero fresco: La adherencia es debida a las propiedades reológicas de la

pasta de cemento o cal. La adherencia en fresco puede comprobarse aplicando el

mortero entre dos elementos a unir y separándolos luego al cabo de algunos

minutos. Si el mortero permanece adherido a las dos superficies, existe buena

adherencia.

Existen diferentes tipos de falla y puede clasificarse según los patrones de falla,

los que a su vez pueden ser:

Falla del adhesivo: que es cuando el fallo se produce en la zona de interfaz.

Falla por cohesión: es cuando ocurre en el material de reparación o dentro del

sustrato de concreto.

Falla adhesiva/por cohesión: es la combinación de los dos anteriores fallos.

El fallo en el sustrato indica que la resistencia de la interfaz es mayor que la

resistencia a la tensión del sustrato, así como el fallo en el interior del material de

reparación indica que la resistencia de la unión es mayor que la resistencia a la

tensión del material superpuesto. Normalmente, se prefiere entonces el fallo en el

sustrato, lo que es evidencia de que el material de reparación superpuesto se ha

concebido correctamente. Es entonces el fallo adhesivo el menos deseable pues

no es conveniente que falle la zona de interfaz.

De acuerdo a lo anterior, dos elementos importantes a tener en cuenta son la

magnitud del fallo respecto a la capacidad resistente del material a tensión y la

preparación de la superficie previo al proceso de aplicación del material de

reparación.

En cambio, si se desprende con facilidad y no deja apenas señales en las bases,

la adherencia es mala. En obra, esto es de gran interés, pues permite juzgar la

calidad de un mortero, simplemente levantando un ladrillo colocado recientemente

sobre él34.

34

J. VIDAUD, Eduardo y N. VIDAUD, Ingrid. PRUEBA DE “PULL OFF” PAR EVALUAR LA ADHERENCIA DE LOS MATERIALES DE REPARACIÓN EN CONCRETO. En: Junio, 2014. vol. 1. p. 23-24.

41

“En el mortero endurecido: la adherencia depende, fundamentalmente, de la

naturaleza de la superficie sobre la que se haya aplicado, de su porosidad y

rugosidad, así como, de la granulometría de la arena. Cuando se coloca el mortero

fresco sobre una base absorbente, parte del agua de amasado, que en disolución

o en estado coloidal de los componentes del conglomerante, penetra por los poros

de la base produciéndose, en el interior de ésta, fenómenos de precipitación y

transcurrido un cierto tiempo se produce el fraguado, con lo que estos precipitados

ejercen una acción de anclaje del mortero a la base, lográndose así la adherencia.

Interesa, por tanto, que el mortero ceda fácilmente agua al soporte, y que la

succión se produzca de manera continua, sin que existan burbujas de aire que la

corten (como ocurriría con los morteros aireados).

La pérdida de agua puede llegar a rigidizar de manera excesiva el mortero,

dificultando la colocación de la siguiente hilada, la cual, a su vez, también ejerce

succión sobre un mortero que apenas posee agua para ceder, dando como

resultado una disminución de adherencia en la junta con el ladrillo superior. Por

todo ello, si la base fuera muy absorbente, conviene humedecer algo su superficie

para evitar una rigidez excesiva del mortero o aplicar pasta pura para sellar los

poros. Al depositar el mortero en una superficie no absorbente, la lechada de

conglomerante no puede ejercer su función de anclaje.

Sin embargo, se pueden mojar las superficies a unir, y formar una película de

pasta pura lo suficientemente porosa para que el resto del mortero se adhiera a

ella. No es de desear, por tanto, zonas de contacto puntual de la arena con la

base, pues impiden el recubrimiento de lechada en esos puntos. Para evitar este

inconveniente, puede emplearse el salpicado de la base con una capa de pasta

pura o bien, utilizar morteros de mayor riqueza de conglomerante”35.

La adherencia entre el árido y la pasta del mortero es importante para la

resistencia a compresión. Todos los hormigones, cuando no están cargados,

presentan un número limitado de fisuras de adherencia entre el árido y el

mortero36, como producto de la retracción durante el fraguado. Cuando estos

mismos morteros se someten progresivamente hasta un 70% de su esfuerzo de

rotura, se incrementan casi linealmente las fisuras de adherencia tanto en número

como en longitud37, lo que añadido a la deformabilidad de los materiales permite

mantener una relativa linealidad entre los esfuerzos y las deformaciones.

35

CONSUEGRA. Op. cit., p. 15. 36

DÓPICO, J. et al. Desarrollo de hormigones con cal-puzolana fina como material cementicio suplementario. Ingeniería de Construcción, 2008. 37

ROMO PROAÑO, M. Fundamentos del hormigón simple. Escuela Politécnica del Ejército de Ecuador. (Ecuador). 2009.

42

Cuando los esfuerzos se aproximan al 90% del esfuerzo de rotura, las fisuras de

adherencia crecen exponencialmente, y aparecen fisuras de mortero que unen las

fisuras de adherencia, lo que conduce a rajaduras continúas que terminan

produciendo la rotura del mortero.

1.6.7 “Durabilidad. Al igual que en el concreto, la durabilidad se define como la

resistencia que presenta el mortero ante agentes externos, tales como baja

temperatura, penetración de agua, desgaste por abrasión y agentes corrosivos. En

general, se puede decir que morteros de alta resistencia a la compresión tienen

buena durabilidad.

1.6.8 Apariencia. La apariencia del mortero después de fraguado juega un

importante papel en las mamposterías de ladrillo a la vista; para lograr una buena

apariencia es necesario aplicar morteros de buena plasticidad”38.

1.7 PISOS

Elementos constructivos sobre superficies horizontales o inclinadas destinadas al

tránsito y la colocación de mobiliario y/o equipo.

Los acabados en pisos se especifican para resistir la abrasión o impactos, para

aislamiento térmico, acústico, como conductores de cargas electrostáticas o con

fines estéticos.

1.7.1 Tipos de pisos. Existen diferentes tipos de pisos dependiendo de la química

y de las propiedades que se necesiten; los más comunes son: acrílicos,

poliuretánicos, epóxicos y cementicios.

1.7.1.1 Pisos acrílicos. Los pisos acrílicos son revestimientos para pisos

semiflexibles en placas o rollos de diferentes espesores, desde 2.0 mm hasta 5

mm. Con una gran variedad de diseños como marmolizados, estilo de madera,

colores planos, entre otros. Estos pisos están compuestos por resinas de PVC,

plastificantes, cargas minerales y pigmentos39.

38

CONSUEGRA. Op. cit., p. 16. 39

Pisos en vinilo. gsaingenieria. Tomado el día 12 de mayo. [En línea]. Disponible en Internet: http://www.remaster.com.co/productos/pisos-en-vinilo.html

43

1.7.1.2 Pisos poliuretánicos. Mortero de alta durabilidad y resistencia, de color

uniforme, de rápida habilitación y tricomponente que se basa en la exclusiva

tecnología de poliuretano / cemento disperso en agua. Utilizado en todo sector de

la industria donde existan condiciones extremas y que el piso deba ser

antideslizante en estado húmedo. Se aplican generalmente en espesores de 6 a 9

mm, su acabado es texturizado o antideslizante, resistente a un rango muy amplio

de ácidos orgánicos e inorgánicos, álcalis, aminas, sales y solventes, resistencia a

compresión superior a los 45 MPa, larga durabilidad y se comporta en forma

plástica bajo impacto, se deforma, pero no se quiebra o se desprende40.

1.7.1.3 Pisos epóxicos. son pisos industriales que se hacen en el sitio con

materiales sintéticos que se aplican generalmente en espesores entre 0.1 mm y 8

mm. Tienen una igual o mayor resistencia mecánica que el concreto y forman una

película continua que lo aísla y protege de los ataques químicos. Ofrecen

protección a químicos, sustancias corrosivas, grasas, aceites y son de fácil

limpieza.

Estos pisos industriales son construidos a partir de resinas epóxicas, y se

caracterizan por la excelente apariencia que le aporta la resina epóxica. Una

resina epóxica está construida por dos componentes, conocidos como A y B,

donde A es la resina (tiene el color) y B el endurecedor o catalizador. La mezcla

de estos dos componentes forma un polímero de grandes resistencias químicas y

mecánicas. Esta mezcla puede ser utilizada como pintura o recubrimiento, o

mezclarse con agregados, principalmente arenas de cuarzo, para formar morteros.

La cantidad de agregado que se utilice y su granulometría determina el espesor,

resistencia y acabado del piso41.

1.7.1.4 Pisos cementicios. mortero autonivelante cementicio de dos

componentes desarrollado especialmente con el fin de reparar roturas en

hormigones de alta resistencia y realizar encarpetados autonivelantes sobre pisos

de hormigón deteriorados, aumentando notablemente la resistencia mecánica, a la

compresión, tracción y flexión.

40

Pisos en poliuretano. gsaingenieria. Tomado el día 12 de mayo. [En línea]. Disponible en Internet: https://www.gsaingenieria.com/pisos-industriales/piso-poliuretano/piso-poliuretano-cemento-purcem.html 41

Pisos epóxico. gsaingenieria. Tomado el día 12 de mayo. [En línea]. Disponible en Internet: https://www.gsaingenieria.com/pisos-industriales/pisos-epoxicos.html

44

2. METODOLOGÍA

El presente proyecto se desarrolla en los laboratorios de la compañía interesada

(CI), cuyo fin es elaborar 8 morteros variando el tipo de arena (30/100 y 16/50) y el

tipo de binder (B1, B2, B3 y B4); posteriormente se evaluarán las propiedades

mecánicas de los pisos autonivelantes, por medio de pruebas como la contracción,

resistencia a la abrasión (taber test y chorro de corindón), contenido de aire, flujo

libre, resistencia a la compresión y adherencia, que serán comparadas con pisos

comerciales (ver ANEXO A y B) que actualmente se encuentran en el portafolio

de la CI.

2.1 MÉTODOS, EQUIPOS Y MATERIALES

A continuación, se presentan en el Cuadro 1 los materiales y equipos necesarios

para llevar a cabo cada uno de los métodos utilizados en el desarrollo

experimental.

45

Cuadro 1. Métodos, equipos y materiales utilizados en la experimentación

Caracterización del binder

Método Equipos y Materiales

Determinación de la densidad

(Peso específico)

Picnómetro de acero Balanza (Mettler

inoxidable Toledo PE 6000)

Picnómetro de acero inoxidable. Sirve para

determinar el peso específico de pinturas,

tintas, pastas, adhesivos, entre otros.

Compuesto de un recipiente y rebosadero para

fijar el volumen exacto.

Balanza (Mettler Toledo PE 6000). Permite una

alta productividad para el control de peso, el

recuento, la totalización y el llenado.

Precisión: ± 0.01g

Determinación de la viscosidad

(Viscosidad reomática)

Viscosímetro Brookfield

Viscosímetro Brookfield. Mide la torsión necesaria para girar un disco frente a un fluido. Compuesto por un motor eléctrico interno y un dial de lectura.

Viscosidad (Cp)

Temperatura (°C)

Velocidad (RPM)

Torque (%)

Cuenta con puntas o vástagos numerados del 1 al 7, cada punta tiene un eje (señal) que muestra los niveles de inmersión en el líquido o fluido.

Determinación de los Sólidos disueltos (Método del porcentaje de residuo sólido y/o porcentaje de humedad)

balanza analizadora Balanza de precisión

de humedad serie Mark L (BEL)

(Mettler Toledo HE53).

balanza analizadora de humedad Mettler Toledo HE53.

Voltaje: 115 V

Temperatura: 50-160 °C

Balanza de precisión serie Mark L (BEL).

Rango de capacidad:160g a 4200Kg


Dimensiones: 345 x 215 x 345 m.

46

Caracterización de las arenas

Método Equipos y materiales Granulometría

(Determinación del tamaño de partícula)

(ASTM C33)

Esferas de acero

Equipo de agitación

mecánica

(HUMBOLDT MFG. CO.)

con su respectiva

torre de tamices

Balanza de precisión (BEL)

Equipo de agitación mecánica (HUMBOLDT MFG. CO.) con su respectiva torre de tamices.

El análisis granulométrico tiene por objeto determinar la distribución de tamaños de las partículas existentes en una muestra seca.

Esferas de acero

Dimensiones: (2.5, 1.8, 1.55 y 0.9) cm

Generar una vibración mayor sobre el tamiz en el que se encuentre.

Balanza de precisión serie Mark L (BEL).

Rango de capacidad:160g a 4200Kg


Dimensiones: 345 x 215 x 345 mm

Elaboración de morteros

Batidora Hobart Moldes de

Vulcan N50 fibrocemento

Equipo de mezclado Batidora Vulcan N50 (Hobart). Motor de 1/6 H.P

Tres velocidades fijas (RPM):

baja (136), intermedia (281) y alta (580)

Para incorporar, mezclar y batir ingredientes.

Da resultados consistentes a través del batido.

Moldes de fibrocemento de dimensiones: (10*10 y 12*12) cm

Forrados con cinta negra industrial

Palos de balso: 4mm de espesor.

Cuadro 1. (Continuación)

47

Caracterización de los morteros

Determinación de la Apariencia (Visual)

Color, opacidad y textura

Pruebas mecánicas

Contracción (ASTM C1148) (Pérdida de peso)

Lámina de Balanza de fibrocemento precisión serie Mark L con su respectivo (BEL) aro.

Espátula Flex M goma

Lámina de fibrocemento con su respectivo aro Dimensiones lámina: 10*10 cm Dimensiones aro: Espesor: 3 mm Diámetro: 8cm Balanza de precisión serie Mark L (BEL). Rango de capacidad:160g a 4200Kg Precisión: ± 0.01g Dimensiones: 345 x 215 x 345 mm. Espátula Flex M goma. Se utiliza para enrazar y alisar superficies.

Resistencia a la abrasión (Prueba taber test y chorro de corindón) (ASTM C1803 – ASTM D968)

Balanza de precisión Abrasímetro taber 5130 (Ohaus Pioneer)

Balanza analítica serie Mark L (BEL)

recipiente de 2L con corindón

Balanza analítica (Ohaus Pioneer) Rango de medición: 220 g de capacidad de pesaje Dimensiones: 19.6 cm × 28.7 cm × 32 cm Plataforma Diámetro: 90 mm Precisión: 0.1 mg Abrasímetro Taber 5130. se utiliza principalmente para evaluar la resistencia de las superficies al rozamiento. Balanza de precisión serie Mark L (BEL). Rango de capacidad:160g a 4200Kg Precisión: ± 0.01g Dimensiones: 345 x 215 x 345 mm. Abrasión por caída de Corindón. Permite la determinación de la resistencia de recubrimientos orgánicos a la abrasión producidos por abrasivos cayendo sobre recubrimientos aplicados a un plano o superficie rígida.


48

Flujo libre (ASTM C 230)

Mesa y cono de Espátula Flex M goma flujo

Pie de rey Batidora Hobart Vulcan N50

Mesa y cono de flujo Diámetro de la mesa: 25.53 cm Cono de fluidez Altura 6 cm Base 6.32 cm Diámetro superior 6 cm Diámetro superior inferior 3.55 cm

Espátula Flex M goma. Se utiliza para enrazar y alisar superficies. Pie de rey. Permite hallar la fluidez de los pisos (cm) Equipo de mezclado Batidora Vulcan N50 (Hobart). Motor de 1/6 H.P Tres velocidades fijas (RPM):



Da resultados consistentes a través del batido.

Espátula Flex M goma. Es utilizada para enrazar molde de 5 compartimentos. Prensa hidráulica de E.L.E. International de dos canales. Capacidad de carga: 1000 - 2000 KN Se emplea para hallar carga máxima del piso (MPa). Molde de 5 compartimientos en acero inoxidable. Permite sacar cubos de dimensiones: Ancho: 2.5 cm Largo:5 cm Alto: 2.5 cm Para luego ser fallados a 14 y 28 días. Equipo de mezclado Batidora Vulcan N50 (Hobart). Motor de 1/6 H.P Tres velocidades fijas (RPM):



Da resultados consistentes a través del batido

Resistencia a la compresión (EN 13892-2)

Prensa Hidráulica de Batidora Hobart E.L.E. International de Vulcan N50 dos canales

Molde de 5 compartimientos en acero inoxidable Espátula Flex M goma

Adherencia (EN 13892-8) (ensayo pull off)

Equipo Tramex. Proporciona una lectura instantánea del contenido de humedad hasta el 6% en concreto. Permite tomar decisiones al instalar recubrimientos para pisos.


49

Equipo Tramex Placa de concreto

Taladro DeWalt Equipo

Pull Off.

Discos de acero

Placa de concreto. Se emplea para aplicar mezcla de piso, con el fin de conocer la prueba pull off. Equipo Pull Off. Se utiliza para fallar superficies de pisos, tomando registros de fuerza (MPa). Taladro de Walt. Se emplea para hacer perforación o ranurado sobre la superficie del piso. Potencia: 6500 W Velocidad: 0-2600 rpm Diámetro de mandril: 13 mm (1/2 in) Máximo de perforación mampostería: 16 mm Discos de acero. Se utiliza para colocar sobre la superficie de perforación y fallar con el equipo pull off. Dimensiones: Radio:1.75 cm Diámetro: 3.5 cm


50

El desarrollo experimental consta de cinco etapas principales:

1. Inicialmente se deben caracterizar los cuatro tipos de binder hallándoles la

densidad (peso específico), viscosidad (Método de viscosidad reomática) y

sólidos disueltos (Método del porcentaje de residuo sólido y/o porcentaje de

humedad). Al igual los dos tipos de arena (granulometría).

2. Seguidamente se elaboran los morteros con base a una formulación interna de

la CI, que están compuestos por binder (B1, B2, B3 y B4) y arena (30/100 y

16/50).

Se realizan 8 tipos de morteros empleando dos tipos de arena, como se ve a

continuación en el Cuadro 2.

Cuadro 2. Mezclas de binder y arena para la elaboración de los morteros.

TIPOS DE BINDER

TIPOS DE

ARENA

B1 B2 B3 B4

ARENA

30/100

M1 M2 M3 M4

ARENA

16/50

M5 M6 M7 M8


3. Luego se caracterizan los morteros realizando la siguiente prueba física:

apariencia (visualizar).

En la Ilustración 3 se muestran los tres pasos descritos anteriormente con

mayor detalle.

4. Posteriormente se elaboran los pisos mezclando los morteros con agua y CPR

(cemento Paz del Río) acorde a la formulación que se evidencia más adelante.

5. Por último, se realizan seis pruebas mecánicas como: contracción,

resistencia a la abrasión (taber test y chorro de corindón), contenido de aire, flujo

libre, resistencia a la compresión y adherencia, a los pisos con el fin de poder

comparar resultados con dos pisos comerciales existentes en la CI, siendo estos

el piso N° 1 y el piso N°2 dado que son pisos autonivelantes como los que se

realizan en la experimentación.

A partir de estas pruebas mecánicas, se conocerá la relación costo beneficio, con

el fin de saber su desempeño y consumo .

51

A continuación, en la Ilustración 3 se muestra el diagrama general de la

elaboración de morteros y pisos con su respectiva caracterización, teniendo en

cuenta las cinco etapas principales mencionadas anteriormente junto con sus

variables (arena y binder) correspondientes.

52

INICIO

Elaborar binder(formulación

interna de Sika)

B1, B2, B3 y B4Caracterizar

Densidad

Viscosidad

Sólidos disueltos

Método peso

específico

Método de viscosidad reomática

Método del porcentaje de residuo sólido y/o porcentaje de humedadMezclar

Arena (30/100 – 16/50)

Morteros

Caracterizar

Tamaño de Partícula

Granulometría

Caracterizar Apariencia Visualizar

MezclarCPR + AGUA

Pisos

ETAPA 1

ETAPA 2

ETAPA 3

ETAPA 4

ETAPA 5

Caracterizar

contracciónresistencia a la abrasión (prueba taber test y chorro de corindón)

Contenido de aireflujo libre

resistencia a la compresiónadherencia

Propiedades Mecánicas

FIN

Ilustración 3. Diagrama general de la elaboración de morteros y pisos con su respectiva caracterización

53

Ilustración 4. Diagrama de procesos de producción del binder

2.2 CARACTERIZACIÓN DE LOS BINDER

Antes de describir la caracterización del binder, se dan a conocer los procesos de

producción llevados a cabo en la elaboración de cada uno de ellos tal como se ve

en la Ilustración 4.

INICIO

Elaborar

B1

B2

B3

B4

Proceso de producción




MezcladoDispersión

Filler (18 micras)

MezcladoDispersión

Alta dispersiónFiller (18 micras)

MezcladoDispersión

Alta dispersiónMolienda

Filler (18 micras)

MezcladoAlta dispersión

MoliendaFiller (25 micras)

FIN

Microcarbonato 850 = filler (25 micras)

Omya 15 = filler (18 micras)

54

NOTA: Debido a reglamentos internos de la CI, no se podrá mencionar el proceso

de elaboración de cada binder, pero sí los procesos posteriores (producción) que

son netamente físicos siendo estos: mezclado, dispersión, alta dispersión,

molienda y filler.

En el Cuadro 3 se explica de manera breve los procesos de producción

mencionados en el diagrama-esquema anterior.

55

Cuadro 3. Procesos de producción de los binder

PROCESOS DE PRODUCCIÓN

Operación Descripción

Mezclado

Es una operación cuyo objetivo

fundamental es conseguir una

distribución lo más homogénea posible

a 281 rpm por 30 min, entre varios

compuestos.

Dispersión

El proceso de dispersión se realiza con

el fin de mezclar a 1000 rpm, durante 1

hora, los componentes bases del binder

empleando un dispersor (RW 28 digital

Package), creando una distribución fina

satisfactoriamente en la fase continua42.

Alta dispersión

Es igual al proceso de dispersión,

aumentando la velocidad de la mezcla

a 1900 rpm por 2 horas.

Molienda

El fin del proceso de molienda es

incrementar el área superficial total de

la mezcla al lograr menores tamaños de

partículas y así obtener una mezcla

mucha más fluida43.

Filler inorgánico (25 micras)

Se agrega con el fin de observar en los

ensayos de la elaboración de pisos que

propiedad, apariencia o textura brinda

al piso, pues es la primera vez que se

le agrega este compuesto.

Filler inorgánico (18 micras)

Se agrega con el propósito de observar

en los ensayos de la elaboración de

pisos, como varía la caracterización de

los pisos respecto a aquellos que

fueron elaborados con filler inorgánicos

(25 micras).


42

Dispersión. Ikaprocess. Tomado el día 1 de mayo. [En línea]. Disponible en Internet: http://www.ikaprocess.com.es/Dispersi%C3%B3n_appl-3.html 43

Molienda. Ikaprocess. Tomado el día 1 de mayo. [En línea]. Disponible en Internet: http://www.ikaprocess.com.es/Molienda-seca_appl-10.html

56

Ilustración 5. Muestra del picnómetro vacío y lleno.

Ecuación 1. Peso específico

2.2.1 Determinación de la densidad. Esta prueba se realiza empleando un

picnómetro vacío y perfectamente limpio, que se pone sobre la balanza para

posteriormente tararla. Luego se agrega la mezcla de Binder a 20 °C

aproximadamente.

Seguidamente se tapa el picnómetro y con cuidado, se remueve; el picnómetro

debe estar limpio por su parte externa como se ve en la Ilustración 5.


Por consiguiente, se pesa nuevamente el picnómetro en la balanza tarada y se

registra la lectura (P) como se observa en la Ecuación 1.

En donde:

V = Volumen del picnómetro usado (52.5 ml)

P = Peso muestra (g)

NOTA: El volumen que se debe tener en cuenta para el cálculo de la densidad es

el volumen reportado en la carpeta de “calibraciones Densimetría”.

57

2.2.2 Determinación de la viscosidad. Este procedimiento se realiza con un

viscosímetro digital. Inicialmente se debe nivelar moviendo las ruedas colocadas

en los soportes hasta que la burbuja de aire indicadora quede centrada.

Con la finalidad de seleccionar la aguja adecuada se deben hacer chequeos

previos teniendo en cuenta que el torque este por encima del 50%; para este caso

la aguja seleccionada es el número 4.

La muestra de binder se agrega a un recipiente y se deja en reposo justo debajo

de la aguja del equipo.

Luego se sumerge y se centra la aguja dentro de la muestra de binder,

asegurando que el nivel del producto quede en la ranura del vástago de la aguja.

Debido a que la aguja es tipo disco es necesario sumergirla aguja antes de

acoplar y hacerlo en forma inclinada para evitar que queden burbujas de aire

dentro o sobre su superficie.

Posterior a esto se introduce la velocidad al equipo iniciando con 1 rpm, la cual va

aumentando (introduciéndose manualmente) hasta llegar a una velocidad “X” en

donde el porcentaje del torque (que inicia aproximadamente en 0,1% y va

aumentando conforme aumenta la velocidad) se estabilice. Seguidamente se

toman los valores (arrojados por el equipo) de viscosidad, velocidad y

temperatura.

2.2.3 Determinación de los sólidos disueltos. Se emplea un analizador de

humedad para determinar los sólidos disueltos.

Se inicia prendiendo el analizador de humedad 15 minutos antes de su uso e

ingresando la temperatura de operación siendo esta de 25°C.

El porta muestras perfectamente limpio y seco se coloca en el analizador de

humedad, se tara y se adiciona una muestra de 2g. Seguidamente se inicia el

proceso de secado y se espera a que el equipo se detenga dando así el resultado

automáticamente. cómo se observa en la Ilustración 6.

58

Ilustración 6. Muestra de 2g de binder pesados en una balanza (derecha) y llevados al equipo analizador de humedad (izquierda).


NOTA: Para determinar el residuo sólido el equipo debe estar en modo de

porcentaje de 100 a 0.

2.3 CARACTERIZACIÓN DE LAS ARENAS

Para seleccionar el tipo de arena es importante tener en cuenta la forma de los

granos, pues es de gran influencia en la resistencia de los morteros. Para ello es

necesario la realización de una caracterización, en la que se definirá la finura de la

arena, la cual debe ser de partículas duras, limpias, resistentes y libre de

productos químicos adsorbidos, recubrimientos de arcilla y de otros que pudieran

afectar la hidratación y la adherencia de la pasta de cemento.

Es por eso que las arenas empleadas para la elaboración de pisos autonivelantes

son arenas finas según la normativa ASTM C 33.

2.3.1 Determinación de la distribución del tamaño de partícula de la arena

(30/100 – 16/50). Se emplea dos tipos de arena para la elaboración de los

morteros. El primer tipo es la arena 30/100(más fina) y el segundo es la arena

16/50(más gruesa) como se muestra en la Ilustración 7.

59

Ilustración 7. Arena 16/50 (izquierda) y arena 30/100 (derecha).


Iniciando, se emplea una serie normalizada de tamices, ordenados de mayor a

menor número luz de malla, a través de los cuales se hace pasar la arena”44. Una

vez organizados los tamices, sobre el primero de ellos (de arriba hacia abajo) se

incorporan 500 g de arena; posteriormente se lleva la torre de tamices como se

observa en la Ilustración 8 a un equipo de agitación mecánica durante 20 minutos.

Ilustración 8. Torre de tamices


44

BAÑÓN, Luis. Y BEVIÁ, José. PROPIEDADES Y CARACTERIZACIÓN DE LOS ÁRIDOS. En: ELEMENTOS Y PROYECTOS MANUAL DE CARRETERAS. San Vicente del Raspeig, 2000. p. 20.6.

60

Ilustración 9. Esferas de acero.

Desde luego para mayor efectividad, se emplea esferas de acero con diámetros

de (2.5, 1.8, 1.55 y 0.9) cm (Ilustración 9), para los tamices (0.600, 0.300, 0.212 y

0.150) mm, cuya función es generar una vibración mayor sobre el tamiz en el que

se encuentre y así hacer que los granos de arena menor al diámetro de los

orificios de la malla no se retengan.


En la Tabla 4 se aprecian los números de tamices empleados para realizar el

análisis a cada tipo de arena.

Tabla 4. Tipos de tamices empleados.

Granulometría Arena 30/100 Granulometría Arena 16/50

# Tamiz Tamiz (mm) # Tamiz Tamiz (mm)

30 0,600 16 1,180

50 0,300 30 0,600

70 0,212 50 0,300

100 0,150 70 0,212

2.4 ELABORACIÓN DE MORTEROS

En la elaboración de los morteros, se deben combinar las clases de binder (B1,

B2, B3 y B4) con los dos tipos de arena (30/100 y 16/50), tal como se observa en

la Tabla 5, durante cinco minutos con cada prueba en un equipo de mezclado,

obteniendo una masa homogénea como se ve en la Ilustración 10.

61

Ilustración 10. Mezcla de binder y arena.


Posteriormente se debe recortar los moldes de 12*12 cm de fibrocemento los

cuales se bordean con palos de balso cuyo espesor es de 4 mm. Luego se

adiciona la cantidad de la mezcla de mortero hasta alcanzar la altura (espesor) de

los palos de balso y por último se enrasa con la ayuda de una espátula hasta dejar

una superficie lisa.

Después dejar secar durante 24 horas como se observa en la Ilustración 11.

Ilustración 11. Moldes de aplicación de los distintos tipos de morteros


62

2.5 CARACTERIZACIÓN DE LOS MORTEROS

Para seleccionar el tipo de binder (B1, B2, B3 y B4) y arena (30/100 y 16/50) fue

necesario hacer diferentes mezclas, realizando 8 morteros (como se observa en la

Ilustración 11) cuyo fin es conocer su apariencia por medio del método visual.

2.5.1 Determinación de la apariencia. La apariencia es un método visual cuyo fin

es conocer los siguientes aspectos físicos: color, opacidad y textura.

El color y la opacidad se determinan observando detalladamente la superficie del

mortero. La textura se describe por medio del sentido del tacto tocando con una de

las manos sobre toda la superficie del mortero.

2.6 ELABORACIÓN DE PISOS

Los pisos resultan de la mezcla de mortero, CPR y agua, en las proporciones

indicadas en la Tabla 9, en un equipo de mezclado durante 8 min hasta que quede

homogénea y fluida. Luego se toman moldes de dimensionamiento acorde a cada

prueba mecánica como se muestra en la Tabla 5.

63

Tabla 5. Pruebas mecánicas con su respectiva dimensión.

Pruebas físico-

mecánica

Dimensionamiento

Contracción Moldes 10*10 cm

Chorro de

corindón

Moldes 12*12 cm

Taber test Moldes 10*10 cm

Contenido de

aire

Tanque a presión de 1 L

Flujo libre Diámetro de la mesa: 25.53 cm

Cono de fluidez

Altura 6 cm

Base 6.32 cm

Diámetro superior 6 cm

Diámetro superior inferior 3.55 cm

Resistencia a la

compresión

Molde

Ancho 2.5 cm

Largo 5 cm

Alto 2.5 cm

Adherencia Placa de concreto 60*60 cm

Discos metal:

Diámetro:3.5 cm

Radio 1.75 cm

Para cada una de las pruebas mecánicas se realizan ensayos triplicados con el fin

de poder promediar los resultados.

En la tabla 6 se evidencia la formulación para los pisos que fue dada por la CI,

donde CPR hace referencia a Cemento Paz del Río Tipo III.

Dicha formulación está en igual porcentaje para los 8 tipos de pisos, debido a

como se ha evidenciado anteriormente que los morteros son quienes sufren una

variación interna con base a la formulación de arena y binder empleados.

64

Tabla 6. Formulación de pisos.

Formulación pisos

P1

70,87% M1

23,62% CPR

5,5% AGUA

P5

70,87% M5

23,62% CPR

5,5% AGUA

P2

70,87% M2

23,62% CPR

5,5% AGUA

P6

70,87% M6

23,62% CPR

5,5% AGUA

P3

70,87% M3

23,62% CPR

5,5% AGUA

P7

70,87% M7

23,62% CPR

5,5% AGUA

P4

70,87% M4

23,62% CPR

5,5% AGUA

P8

70,87% M8

23,62% CPR

5,5% AGUA

A continuación, en la Ilustración 12, se muestra un esquema de la elaboración de

pisos con sus respectivas pruebas mecánicas.

65

Ilustración 12. Diagrama elaboración de pisos y caracterización de las pruebas mecánicas

INICIO

Mezclar MezclarMaterial preparado CPR + AGUAAGUA MORTEROn

Sikalisto pisoSika floor level 25

PISOn

Caracterizar

Propiedades Mecánicas

ContracciónResistencia a la abrasión (Prueba Taber test y Chorro de Corindón)

Contenido de aireFlujo libre

Resistencia a la compresiónAdherencia

FIN

2.7 ELABORACIÓN DE PISOS COMERCIALES

Se hacen también dos pisos autonivelantes comerciales (Piso comercial N° 1 y

Piso comercial N° 2) los cuales serán base de comparación en los resultados de

las pruebas mecánicas que se explicarán a continuación.

Para la elaboración de ambos pisos, CI suministra dos bultos (en polvo) de los

mismos en donde uno de ellos contenía 50kg de Piso comercial N° 1 y el segundo

de 25 kg de Piso comercial N° 2.

66

Ilustración 13. Recipiente para tomar muestra de Piso comercial N° 1 y agua.

Ilustración 1. Recipiente para tomar muestra de Sikalisto piso y agua.

Ilustración 14. Mezcla de Piso comercial N° 1.

Ilustración 2. Mezcla de Sikalisto piso.

Para la elaboración del Piso N° 1 se toma una relación de 1 parte de agua por 4.5

partes de Piso comercial N° 1 (relación dada por CI) y se mezclan durante 3

minutos hasta obtener un mortero consistente, uniforme y libre de grumos.

El recipiente para tomar la muestra del piso y agua se debe llenar hasta el máximo

(como se observa en la siguiente Ilustración 13).


Se deja reposar la mezcla preparada durante 5 minutos para que salga el aire

atrapado (como se ve en la Ilustración 14).


67

Ecuación 2. Ecuación global

La relación volumétrica de mezcla entre agua y el Piso comercial N° 1 (ANEXO A)

es:

La cantidad total de la mezcla de Piso comercial N° 1 que se gastó es de 7 kg.

Para saber la equivalencia en volumen del agua y el polvo con base al peso total

de la mezcla, inicialmente se halla el volumen total de la mezcla teniendo en

cuenta la densidad del polvo (ANEXO A) siendo así:

1.

Teniendo la Ecuación 2.

Tomando como:

A = Volumen de agua (1)

B = Volumen de polvo (4.5)

Siendo

Donde:

% V / V agua = Porcentaje volumen agua / volumen total

% V / V polvo = Porcentaje volumen polvo/ volumen total

68

Ilustración 1. Láminas vacías

para prueba de

Contracción.

De acuerdo al resultado % V / V de agua y polvo y volumen total de la mezcla 1 se

halla el volumen del agua y polvo de la siguiente manera:

Dando como resultado final:

Como resultado final, para la mezcla del Piso comercial N°1 acorde a la relación

ya estipulada, y 2.94 L polvo.

Por otro lado, para la elaboración del Piso comercial N° 2 se emplea la siguiente

relación estipulada en el ANEXO B.

Dando como resultado:

Ecuación 3. Cálculo proporcional para hallar cantidad de agua

69

Ilustración 15. Láminas vacías para prueba de contracción.

Ilustración 202. Láminas con mezcla de piso.

Ecuación 9. Pérdida de agua.Ilustración 203. Láminas con mezcla de piso.

Ilustración 204. Láminas con mezcla de piso.

Ecuación 10. Pérdida de agua.

Ecuación 11. Pérdida de agua.

Ecuación 12. Pérdida de agua.Ilustración

En donde:

X = Cantidad de agua total para los 7 kg de Piso comercial N° 2

NOTA: Acorde a la ficha técnica (ANEXO B), la cantidad de agua puede variar de

4.8 a 5.5 L por 25 kg del material. Cuando se cubra con baldosas o con un suelo a

base de láminas, pueden utilizarse 5.25 L de agua por cada 25 kg de material, por

eso se utiliza dicha cantidad de agua.

2.8 REALIZACIÓN DE PRUEBAS MECÁNICAS

Estas pruebas se llevan a cabo para determinar y conocer las características

mecánicas de los pisos que se desean mejorar, cuyos resultados se compararán

con los pisos comerciales.

2.8.1 Prueba de contracción. Ésta prueba es nueva en la CI y para su

elaboración se tomó una adaptación de la ASTM C 1148 (Método de prueba

estándar para medir la contracción por secado del mortero de mampostería),

buscando establecer el método para la evaluación de pisos comerciales.

Se emplea tres láminas por cada uno de los 8 pisos, incluyendo los pisos

comerciales. Las dimensiones de las láminas son de 10*10 cm, estos se ponen

sobre una balanza analítica (marca BEL) y encima de ellos un anillo de acero con

dimensiones de 8 cm de diámetro y 3 mm de espesor vacío como se observa en la

Ilustración 15.


Luego, se tara la balanza. La lámina junto con el anillo se retira y se pone sobre un

mesón donde es agregada la mezcla de cada piso dentro de los anillos en los

cuales se enrasa la superficie con una espátula con el fin de que este quede liso

(Ilustración 16).

75

Ilustración 21. Equipo para hacer prueba de abrasión por caída de corindón.

Ilustración 1. Equipo para hacer prueba de Abrasión por caída de Corindón.

Ilustración 2. Muestra de Corindón.Ilustración 3. Equipo para hacer prueba de Abrasión por caída de Corindón.


Ilustración 5. Muestra de Corindón.


Ilustración 7. Tanque a presión para hallar Contenido de aire.Ilustración 8. Muestra de Corindón.Ilustración 9. Equipo para hacer prueba de Abrasión por caída de Corindón.


Ilustración 11. Muestra de Corindón.Ilustración 12. Equipo para hacer prueba de Abrasión por caída de Corindón.


Ilustración 22. Muestra de corindón.


Ilustración 1095. Tanque a presión para hallar Contenido de aire.Ilustración 1096. Muestra de Corindón.


Ilustración 1098. Tanque a presión para hallar Contenido de aire.


Después se toma en un recipiente 2L de corindón (Ilustración 22) que es llevado al

embudo e inyectado a presión mediante un tubo hacía la bandeja de ensayo (que

está en la base del equipo) donde se encuentra la muestra. Por lo tanto, es

necesario medir el espesor (cm) de la muestra con un pie de rey universal.


76

Luego se empieza a tomar conteo de la cantidad de corindón que se agrega al

embudo (número de ciclos) hasta que se vea la superficie del material. Enseguida

se anota la cantidad de corindón por cada 2L por el número de ciclos.

NOTA: La muestra se posiciona a 25 mm debajo del tubo 45° respecto a la salida

del tubo, directamente sobre la zona a ensayar. Este método se realiza de

acuerdo a la norma ASTM D968.

2.8.3 Prueba de contenido de aire. ASTM C231 (Método de ensayo normalizado

de contenido de aire del concreto recién mezclado mediante el método por

presión).

Se toma la formulación que aparece en la Tabla 9, preparando así la mezcla en un

equipo de mezclado durante 8 min, la cual es agregada a un tanque de presión de

1 L. Inicialmente se agrega una capa de pasta cementicia fresca y con la ayuda de

una varilla que se introduce (horizontalmente) en el tanque de presión se realizan

25 golpes sin tocar el fondo ni las paredes del mismo. Luego se agrega una

segunda capa de pasta cementicia de igual volumen que la primera realizando los

mismos 25 golpes.

Una vez culminado los 25 golpes, se enrasa el recipiente hasta que este quede

bien liso en su superficie. Enseguida se limpia los bordes en especial la goma de

sello y se tapa el tanque con las llaves de apriete hasta quedar bien ajustada tal y

como se ve en la Ilustración 23.

77


A continuación, se cierra las válvulas para aire y se abre las llaves para agua.

Mediante una jeringa de goma se introduce agua por una de las llaves hasta que

fluya por la otra llave, donde se golpea lateralmente con un mazo para expulsar

las burbujas de aire atrapadas en el agua.

Por consiguiente, se bombea aire a la cámara de presión hasta que la aguja del

dial llegue a la marca de presión inicial. Reposando algunos segundos para enfriar

el aire comprimido, y estabilizada la aguja mediante bombeo, en la marca de

presión inicial.

Posteriormente se cierran las dos llaves de agua y se abre la válvula de entrada

de aire comprimido a la cámara de aire al recipiente. Golpeando suavemente los

costados del recipiente, como también la tapa del dial para estabilizar la lectura.

Por último, se lee con aproximación a 0.1 % el contenido de aire registrado en el

manómetro (%) en un tiempo de (5, 15.y 30) min.

NOTA: Antes de abrir la tapa, mantener cerradas las válvulas de aire y abrir las

llaves de agua para liberar la presión de aire existente en el recipiente. Este

método se lleva a cabo por la norma ASTM C-231.

Ilustración 23. Tanque a presión para hallar contenido de aire.


Ilustración 2. Instrumentos que se utilizan para hallar Flujo libre.Ilustración 3. Tanque a presión para hallar Contenido de aire.


Ilustración 5. Instrumentos que se utilizan para hallar Flujo libre.


Ilustración 7. Mezcla de piso agregada al cono para medir Flujo libre.Ilustración 8. Instrumentos que se utilizan para hallar Flujo libre.Ilustración 9. Tanque a presión para hallar Contenido de aire.


Ilustración 11. Instrumentos

78

Ilustración 24. Instrumentos que se utilizan para hallar flujo libre.


Ilustración 3282. Mezcla de piso agregada al cono para medir Flujo libre.Ilustración 3283. Instrumentos que se utilizan para hallar Flujo libre.


Ilustración 3285. Mezcla de piso agregada al cono para medir flujo libre.

Ilustración 3286. Mezcla de piso agregada al cono para medir Flujo libre.

Ilustración 3287. Molde de compartimiento vacío y con mezcla de piso seco.Ilustración 3288. Mezcla de piso agregada al cono para medir Flujo libre.Ilustración 3289. Instrumentos que se utilizan para hallar Flujo libre.


Ilustración 3291. Mezcla de piso agregada al cono para medir Flujo libre.Ilustración 3292. Instrumentos que se utilizan para hallar Flujo libre.

Ilustración 3293. Instrumentos que se utilizan para hallar

2.8.4. Prueba de flujo libre. En este tipo de ensayo se toman aproximadamente

1.2 kg de mezcla para los 8 pisos, incluyendo los dos pisos comerciales Piso

comercial N° 1 y Piso comercial N° 2 como se formuló anteriormente en la Tabla 8,

un cono y mesa de flujo (según norma ICONTEC 111) con dimensiones tal cual

como aparece en la Tabla 8, además un cronómetro, un pie de rey universal y una

espátula (como observa en la Ilustración 24).


Se pesa los componentes de producto requeridos para obtener 1.2 kg de mezcla,

teniendo en cuenta la relación que se tomó anteriormente en la Tabla 9.

Enseguida se lleva el producto a un equipo de mezclado, mezclando a velocidad

media por 8 min.

Colocando el cono de flujo (limpio y seco) centrado sobre la mesa de flujo y

llenándolo con las mezclas de pisos, enrazar con una espátula, retirando todas las

porciones sobrantes. Se retira el cono en forma vertical y suavemente tal cual se

ve en la Ilustración 25, al mismo tiempo desde que se puso a funcionar el

cronómetro.

79

Ilustración 25. Mezcla de piso agregada al cono para medir flujo libre.


Ilustración 4374. Molde de compartimiento vacío y con mezcla de piso seco.Ilustración 4375. Mezcla de piso agregada al cono para medir Flujo libre.


Ilustración 4377. Molde de compartimiento vacío y con mezcla de piso seco.


Ilustración 4379. Máquina de ensayo para hallar resistencia a la compresión.Ilustración 4380. Molde de compartimiento vacío y con mezcla de piso seco.Ilustración 4381. Mezcla de piso agregada al cono para medir flujo libre.


Ilustración 4383. Molde de compartimiento vacío y con mezcla de piso seco.Ilustración 4384. Mezcla de piso agregada al cono para medir Flujo libre.




Después de 1 min, mide el diámetro del círculo formado por el piso haciendo 4

lecturas en diferentes posiciones.

Recoge la mezcla y la agrega nuevamente al recipiente de (Hobart N50), dejando

la mezcla de piso en reposo cubriendo el recipiente con un paño húmedo, durante

(15 y 30) min para así luego volver a mezclar durante 3 min.

Adiciona inmediatamente la mezcla de piso en el cono humedecido a los 15 min y

mide nuevamente el diámetro del círculo formado por el piso haciendo 4 lecturas

en diferentes posiciones. Este método se repite nuevamente para los 30 min.

Por último, se reporta el promedio de los diámetros medidos, en centímetros a los

(5, 15 y 30) min.

NOTA: El método de Flujo libre se lleva a cabo por la norma ASTM C 230.

2.8.5. Resistencia a la compresión. EN 13892 – 2 (Methods of test for screed

materials. Determination of flexural and compressive strength) y NTC 3356

(CONCRETOS. MORTEROS PREMEZCLADO PARA MAMPOSTERÍA)

Este tipo de ensayo se hace empleando un molde de 5 compartimientos (cuyas

dimensiones se observan en la Tabla 7),

en el que cada uno es fallado a los 14 y 28 días.

80



Ilustración 2. Máquina de ensayo para hallar resistencia a la compresión.Ilustración 3. Molde de compartimiento vacío y con mezcla de piso seco.


Ilustración 5. Máquina de ensayo para hallar resistencia a la compresión.


Ilustración 7. Placa de concreto

Tabla 7. Dimensión de compartimientos para resistencia a la compresión.

Dimensión Unidades (cm)

Ancho

Largo

Alto

2.5

5

2.5

Al conocer la dimensión de los 5 compartimientos se prepara una mezcla de los 8

tipos de piso, incluyendo los pisos comerciales Piso comercial N° 1 y Piso

comercial N° 2 en un equipo de mezclado durante 8 min.

Esta mezcla se agrega al molde (Ilustración 26) que tiene 5 compartimientos de

las dimensiones que se describió en la tabla 7. Luego se deja secar el molde

completo durante 3 días; posteriormente se desmoldan los pisos y se guardan en

un espacio fresco hasta completar los días de curado (14 y 28 días).


Después de curado los pisos se llevan a la máquina de ensayos. Se coloca

cuidadosamente el cubo verticalmente, teniendo en cuenta que las superficies

sobre las que se va a ejercer presión sean las que estuvieron en contacto con las

paredes del molde. Se centra debajo del bloque superior de la máquina de

ensayo, se alinea y se comprueba que el cubo quede a lo largo (Ilustración 27).

81



Ilustración 1010. Placa de concreto con su respectiva señalización de bordeado dividida en 6 partes iguales (izquierda) y equipo tramex (derecha) utilizado para hallar humedad de placas.Ilustración 1011. Máquina de ensayo para hallar resistencia a la compresión.


Ilustración 1013. Placa de concreto con su respectiva señalización de bordeado dividida en 6 partes iguales (izquierda) y equipo tramex (derecha) utilizado para hallar humedad de placas.

Ilustración 1014. Placa de concreto con su respectiva señalización de bordeado dividida en 6 partes iguales (izquierda) y equipo Tramex (derecha) utilizado para hallar humedad de placas.

Ilustración 1015. Placas de concreto con sus respectivas mezclas (secas) de pisos para realizar prueba Pull Off.Ilustración 1016. Placa de concreto con su respectiva señalización de bordeado dividida en 6 partes iguales (izquierda) y equipo tramex (derecha) utilizado para hallar humedad de placas.Ilustración 1017. Máquina de ensayo para hallar resistencia a la compresión.


Ilustración 1019. Placa de concreto con su respectiva señalización de bordeado dividida en 6 partes iguales (izquierda) y equipo tramex

Fuente: Elabración propia

Aplicar la carga en forma continua y sin choques de velocidad uniforme,

registrando la carga máxima (P) expresada en MPa.

2.8.6 Prueba de adherencia. EN 13892 – 8 (Methods of test screed materials.

Determination of bond strength).

En este tipo de ensayo se hacen dos placas de concreto de dimensiones 60*60

cm las cuales son elaboradas por el departamento de Investigación de CI. Estas

se dejan curar a 28 días con el fin de conocer la humedad de cada una de ellas.

Estas placas serán bordeadas con palos de balso cuyo espesor es de 4 mm y se

dividirán en 6 partes iguales de 10 cm respectivamente (Ilustración 28).

82

Ilustración 28. Placa de concreto con su respectiva señalización de bordeado dividida en 6 partes iguales (izquierda) y equipo tramex (derecha) utilizado para hallar humedad de placas.


Ilustración 2. Placas de concreto con sus respectivas mezclas (secas) de pisos para realizar prueba Pull Off.Ilustración 3. Placa de concreto con su respectiva señalización de bordeado dividida en 6 partes iguales (izquierda) y equipo tramex (derecha) utilizado para hallar humedad de placas.


Ilustración 5. Placas de concreto con sus respectivas mezclas (secas) de pisos para realizar prueba pull off.

Ilustración 6. Placas de concreto con sus respectivas mezclas (secas) de pisos para realizar prueba Pull Off.

Ecuación 1. Área del disco de metal.Ilustración 7. Placas de concreto con sus respectivas mezclas (secas) de pisos para realizar prueba Pull Off.Ilustración 8. Placa de concreto con su respectiva señalización de bordeado dividida en 6 partes iguales (izquierda) y equipo tramex (derecha) utilizado para hallar humedad de placas.


Ilustración 29. Placas de concreto con sus respectivas mezclas (secas) de pisos para realizar prueba pull off.


Ecuación 352. Área del disco de metal.Ilustración 450. Placas de concreto con sus respectivas mezclas (secas) de pisos para realizar prueba Pull Off.


Ecuación 353. Área del disco de metal.

Ecuación 354. Área del disco de metal.


Enseguida se prepara una mezcla de los 8 tipos de piso, incluyendo los pisos

comerciales Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2 en un equipo de mezclado

durante 8 min. Una vez lista mezcla, es agregada en la placa de concreto, sobre

los 6 espacios de 10 cm de las dos placas de concreto de dimensiones 60*60 cm,

estas se dejan secar por 48 horas (Ilustración 29).


83

Ilustración 1.Placas de

concreto con sus respectivos

discos para luego ser falladas

en el equipo Pull Off .

Ilustración 2.Placas de concreto con sus respectivos discos para luego ser falladas en el equipo pull off .

Ecuación 6. Área del disco de metal

Por consiguiente, la placa de concreto 1 (izquierda-Ilustración 29) que abarca los

pisos del 1 al 4 y ambos pisos comerciales, se deja curar a 14 y 28 días, con el fin

de realizar la prueba pull off. De igual manera para la placa de concreto 2

(derecha-Ilustración 29).

Para hallar la adherencia se debe realizar la prueba pull off donde se marca y se

prepara la zona de ensayo, que debe estar perfectamente limpia de cualquier

residuo que pueda entorpecer la posterior adherencia del disco de prueba.

Luego se hace una semiperforación o un ranurado con un taladro en la zona de

prueba (1.5 cm de profundidad) (en donde se fijará posteriormente el disco de

prueba) que tiene las siguientes dimensiones (Tabla 8).

Tabla 8. Dimensiones del disco para hacer semiperforación en la zona de prueba

Dimensión Unidades (cm)

Radio

Diámetro

1.75

3.5

Por medio de la siguiente Ecuación 6 se hallará el área del disco:

Donde:

Pi = 3.1416

r = Radio del disco

A= 9.62

Enseguida se coloca el disco sobre la superficie del concreto usando una resina

epóxica (Sikadur–31 Adhesivo). Este material de adherencia resulta de elevada

resistencia y fraguado rápido, por lo general el endurecimiento se demora 24

horas después de aplicado (como se observa en la Ilustración 30).

84

Ilustración 30.Placas de concreto con sus respectivos discos para luego ser falladas en el equipo pull off .

Ilustración 1458.Placas de concreto con sus respectivos discos para luego ser falladas en el equipo Pull Off .

Ilustración 1459. Toma de muestra con equipo Pull Off para fallar piso.Ilustración 1460.Placas de concreto con sus respectivos discos para luego ser falladas en el equipo Pull Off .


Ilustración 1462. Toma de muestra con equipo pull Off para fallar piso.

Ilustración 1463. Toma de muestra con equipo Pull Off para fallar piso.

Ilustración 1464. Tipos de Binder con sus respectivas diferencias visuales. Al lado derecho encontramos el (B1, B2 Y B3) y al lado izquierdo (B4)Ilustración 1465. Toma de muestra con equipo Pull Off para fallar piso.Ilustración 1466.Placas de concreto con sus respectivos discos para luego ser falladas en el equipo pull off .


Ilustración 1468. Toma de muestra con equipo Pull Off para fallar piso.Ilustración 1469.Placas de concreto con sus respectivos discos para luego ser falladas en el equipo Pull Off .


Ilustración 1471. Toma de muestra con equipo pull Off para fallar piso.


Ilustración 31. Toma de muestra con equipo pull off para fallar piso.


Ilustración 2258. Tipos de Binder con sus respectivas diferencias visuales. Al lado derecho encontramos el (B1, B2 Y B3) y al lado izquierdo (B4)Ilustración 2259. Toma de muestra con equipo Pull Off para fallar piso.


Ilustración 2261. Tipos de binder con sus respectivas diferencias visuales. Al lado derecho encontramos el B1, B2 Y B3 y al lado izquierdo B4

Ilustración 2262. Tipos de Binder con sus respectivas diferencias visuales. Al lado derecho encontramos el (B1, B2 Y B3) y al lado izquierdo (B4)


Por ende, se hace una colocación del inserto al disco “pull off” donde se cuantifica

la tensión directa aplicada al disco para desprenderlo de la superficie (placa de

concreto) al que había quedado adherido (pisos autonivelantes). Tal cual se ve en

la Ilustración 31.


85

El tipo de fallo puede clasificarse según los patrones de falla; falla del adhesivo,

fallo por cohesión o la combinación de fallo adhesivo/ por cohesión. Este tipo de

ensayo determinará la mayor tensión perpendicular que la superficie puede

soportar, antes de que sea separada del sustrato45.

45

J. VIDAUD, Eduardo y N. VIDAUD, Ingrid. PRUEBA DE “PULL OFF” PAR EVALUAR LA ADHERENCIA DE LOS MATERIALES DE REPARACIÓN EN CONCRETO. En: Junio, 2014. vol. 1. p. 23-24. .

86

Ilustración 32. Tipos de binder con sus respectivas diferencias visuales. Al lado derecho encontramos el B1, B2 Y B3 y al lado izquierdo B4


Ecuación 1. Porcentaje Retenido realIlustración 2. Tipos de Binder con sus respectivas diferencias visuales. Al lado derecho encontramos el (B1, B2 Y B3) y al lado izquierdo (B4)


Ecuación 2. Porcentaje Retenido real

Ecuación 3. Porcentaje Retenido real.

3. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

En el presente capítulo se detallan los resultados obtenidos durante el desarrollo

experimental a nivel laboratorio, permitiendo conocer cuál de los pisos (P1, P2,

P3, P4, P5, P6, P7 y P8) tiene un mayor consumo frente al desempeño en cada

prueba mecánica, comparándolos con los pisos comerciales (Piso comercial N° 1

y Piso comercial N° 2) que se encuentran actualmente en el portafolio de la

COMPAÑÍA INTERESADA.

3.1 ELABORACIÓN DE LOS BINDER

Antes de proceder con la elaboración de los binder, cabe mencionar que éstos son

una nueva implementación en la CI, con el fin de aportar a los pisos mayor

propiedad de autonivelación, por ende, no se tiene una metodología aún definida,

ya que se busca antes que nada verificar por medio de la experimentación, el tipo

de binder junto a los otros componentes durante la elaboración de los pisos, la

combinación que aporte las mejores propiedades de un piso autonivelante.

Para la elaboración de cada binder (B1, B2, B3 y B4) se encontraron unas

diferencias visuales como el color, tamaño de grumos y precipitación del material

como se ve en la Ilustración 32.


87

En la Ilustración 32 al lado derecho se evidencia la elaboración de los tres

primeros Binder cuyo color es blanco comparado con el cuarto binder (foto lado

izquierdo) que tiene un color gris, el cual se ve influenciado por el color del Filler

(25 micras) que le fue adicionado con el fin de mirar que cambios generaba en

las pruebas mecánicas una vez elaborados los pisos.

De acuerdo a los grumos que se generan en los 4 binder, los que menos

grumos generaron fueron los binder 3 y 4, debido a que pasaron por un mayor

número de procesos de producción como se indica en la Tabla 6 haciendo que

el tamaño de los grumos disminuyera. Esto se debe a las dos cantidades de

filler que se les agregó (filler inorgánico 25 micras y filler inorgánico 18 micras).

La precipitación que se presenta en los 4 Binder se debe al carbonato de calcio

(compuesto presente en la elaboración de los binder), ya que este se precipita

generando dos fases; por tal motivo, una de las funciones de los procesos de

producción de los binder es homogeneizar en lo posible la mezcla de éstos.

Realizando una inspección visual se encuentra que los binder 3 y 4 se demoraban

más tiempo en precipitar aproximadamente el doble de tiempo que los otros dos,

en vista de que estos pasaron por un mayor número de pruebas (procesos de

producción).

3.2 CARACTERIZACIÓN DE LOS BINDER

Se realiza esta caracterización para conocer los dos tipos de filler inorgánico (18 y

25) micras donde se les agrega a los 4 tipos de Binder, con el propósito de

conocer por medio de la viscosidad la consistencia o resistencia del binder (B1,

B2, B3 y B4) de fluir libremente, llevados a cabo por los distintos procesos de

producción como se muestra en la Ilustración 32.

3.2.1 Determinación de la densidad. A continuación, se evidencia por el método

(Peso específico) la determinación de la densidad de los cuatro tipos de binder

(B1, B2, B3 y B4), por medio de la Ecuación 1, obteniendo los siguientes

resultados.

88

Tabla 9. Determinación de la densidad. Muestra Masa

muestra (g)

Densidad

(

Binder 1

Binder 2

Binder 3

Binder 4

81.87

87.90

97.36

69.67

1.559

1.674

1.854

1.327

En la Tabla 9 se observa que la densidad de los binder aumenta conforme

aumenta la masa de la muestra en el mismo volumen del picnómetro, debido a

que los binder que tuvieron en su elaboración un mayor número de pruebas de

producción, disminuyeron el tamaño de partícula haciendo que en el picnómetro

se pudiera agregar más muestra.

Todos los binder se elaboraron con los mismos materiales, exceptuando el binder

4, al cual en vez de agregar Filler inorgánico (18 micras), se agregó Filler

inorgánico (25 micras) con el fin de conocer que cambio generaría en las

propiedades físicas del binder; esto se evidencia inicialmente en la densidad del

binder 4, ya que obtuvo un valor de 1.327 g/mL, bastante cercano al indicado por

la norma UNE-EN 1015-6:2007 que especifica que un binder con densidad menor

a 1.30 g/mL se considera que es más ligero y por ende más trabajable.

3.2.2 Determinación de la Viscosidad. A continuación, se evidencia por medio

de un viscosímetro digital, la determinación de la viscosidad de los cuatro tipos de

Binder (B1, B2, B3 y B4), obteniendo los siguientes resultados.

Tabla10. Resultados de la viscosidad.

Muestra Binder 1 Binder 2 Binder 3 Binder 4

viscosidad dinámica (Cp) temperatura (°C) velocidad (Rpm)

1687 20.9 60

2104 20.4 50

2612 18.7 50

7220 20.6 20

En la anterior Tabla 10 se evidencia claramente que la viscosidad de los binder fue

aumentando conforme al mayor número de procesos de producción que tuvo cada

uno de ellos. Esto también se evidencia en la tasa con la cual cambió la velocidad

porque las fuerzas de viscosidad son proporcionales a ésta.

89

Ecuación 449. Porcentaje

pasa (

)

(

)

(

)






La viscosidad se ve influenciada por el filler que fue agregado a cada binder,

evidenciándose en los tres primeros binder que llevan Filler inorgánico (18 micras)

siendo este el que generaba mayor consistencia al aplicarlo en la mezcla de

mortero, contrario al binder 4, siendo éste el que mejor fluidez obtuvo.

3.2.3 Determinación de los Sólidos disueltos. A continuación, se evidencia por

el principio de “Materia Seca” (LOD) por medio del equipo analizador de humedad,

la determinación de los sólidos disueltos de los cuatros tipos de Binder (B1, B2, B3

y B4), obteniendo los siguientes resultados.

Tabla 11. Resultados de los sólidos disueltos para cada binder (1, 2, 3 y 4)

Muestra Binder1 Binder2 Binder

3

Binder

4

Sólidos disueltos (%) 83.28 78.35 80 94.53

Acorde a la normatividad interna de la CI la cual se encuentra en desarrollo, indica

que el porcentaje de sólidos disueltos en el binder no debe ser mayor a 80%,

siendo este una principal causa en el momento de aplicarlo a una superficie

rugosa o lisa en piso, ya que puede alterar las condiciones de secado soplando la

superficie; como se observa en la Tabla 11 los binder 2 y 3 son los únicos que

cumplen la norma estandarizada por la empresa patrocinadora.

3.3 CARACTERIZACIÓN DE LAS ARENAS

Esta se llevó a cabo para conocer el tipo de granulometría de las arenas (30/100 y

16/50) con el fin de determinar el tamaño de partícula por medio de los tamices

corroborando así la norma ASTM C33.

3.3.1 Determinación de la distribución del tamaño de partícula de las arenas

(30/100 y 16/50). A continuación, se evidencia el porcentaje de retenido real en la

arena 30/100 y 16/50, en 500g de arena.

90

Gráfica 1. Granulometría Arena 30/100 y

Arena 16/50 - %Pasa vs # Tamiz.

Gráfica 2. Granulometría arena 30/100 y arena 16/50 - %Pasa vs # Tamiz.

Gráfica 3. Granulometría Arena 30/100 y Arena 16/50 - %Pasa vs # Tamiz.

Ilustración 128. Representación de los

Pisos autonivelantes incluyendo los dos

pisos comerciales en Prueba chorro de

CorindónGráfica 4. Granulometría Arena

30/100 y Arena 16/50 - %Pasa vs #

Tamiz.Gráfica 5. Granulometría Arena

30/100 y Arena 16/50 - %Pasa vs #

Tamiz.


Gráfica 7. Granulometría Arena 30/100 y Arena 16/50 - %Pasa

Ecuación 8. Porcentaje pasa

La experimentación se llevó a cabo para conocer la granulometría de cada una de

las arenas (30/100 – 16/50), obteniendo los siguientes resultados y porcentajes de

retenido real, retenido acumulado y la malla por donde pasa.

Tabla 12. Resultados granulometría arena 30/100

Granulometría Arena 30/100

# Tamiz

30 50 70 100

Cazoleta

Tamiz (mm) 0.600 0.300 0.212 0.150

Total

Retenido Tamiz (g)

3.30 478

12.64 3.54 2.52

500.00

%Retenido Real

0.66 95.60 2.53 0.71 0.50

100.00

% Retenido acumulado

0.66 96.26 98.79 99.50 100.00

% Pasa

99.34 3.74 1.21 0.50 0.00

Tabla 13. Resultados granulometría arena 16/50

Granulometría Arena 16/50

# Tamiz

16 30 50 70

Cazoleta

Tamiz (mm) 1.180 0.600 0.300 0.212

Total

Retenido Tamiz (g)

1.44 315.07 176.99

3.5 3

500

%Retenido Real

0.29 63.01 35.40 0.70 0.60

100.00

% Retenido acumulado

0.29 63.30 98.70 99.40 100.00

% Pasa

99.71 36.70 1.30 0.60 0.00

De acuerdo a los requisitos de la norma ASTM C33 la granulometría más

conveniente para trabajar es aquella que más se aproxime al porcentaje máximo

que pasa por cada tamiz siendo este resultado el más conveniente para trabajar.

Siendo así, observando detenidamente la Tabla 12 el mayor porcentaje de arena

que pasa es en el tamiz N° 30, siendo éste el ideal para trabajar en la arena

30/100. De igual forma también se visualiza en la Tabla 13 el mayor porcentaje de

arena que pasa es en el tamiz N°16, corroborando así el cumplimiento de la norma

en la arena 16/50.

91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

% P

ASA

# TAMIZ

GRANULOMETRIA

GRANULOMETRIA Arena 30/100 GRANULOMETRIA ARENA 16/50



Ilustración 479. Representación de los Pisos autonivelantes incluyendo los dos pisos comerciales en Prueba chorro de CorindónGráfica 617. Granulometría Arena 30/100 y Arena 16/50 - %Pasa vs # Tamiz.


Ilustración 480. Representación de los pisos autonivelantes incluyendo los dos pisos comerciales en prueba chorro de corindón

Ilustración 481. Representación de los Pisos autonivelantes incluyendo los dos pisos comerciales en Prueba chorro de Corindón

Gráfica 619. Contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos pisos comercialesIlustración 482. Representación de los Pisos autonivelantes incluyendo los dos pisos comerciales en Prueba chorro de CorindónGráfica 620. Granulometría arena 30/100 y arena 16/50 - %Pasa vs # Tamiz.


Ilustración 483. Representación de los Pisos autonivelantes incluyendo los dos pisos comerciales en Prueba chorro de CorindónGráfica 622. Granulometría Arena 30/100 y Arena 16/50 - %Pasa vs # Tamiz.



Con base a los resultados obtenidos y descritos en las Tablas 15 y 16, se realiza

la curva granulométrica, determinando la finura de cada arena. Observando la

Gráfica 1 se visualiza que efectivamente la arena 30/100 tiene un mayor paso en

el tamiz N° 30 y que la arena 16/50 un mayor paso en el tamiz 16, indicando así

una catalogación de agregado fino y agregado grueso respectivamente.

3.4 ELABORACIÓN DE MORTEROS

La elaboración de morteros, se llevó a cabo para determinar su apariencia, con el

fin de conocer su textura, color y sus grietas.

3.5 CARACTERIZACIÓN DE LOS MORTEROS

De acuerdo a la caracterización realizada a los morteros M1, M2, M3, M4, M5, M6,

M7 y M8, se dan a conocer los resultados obtenidos en el Cuadro 4.

3.5.1. Determinación de la apariencia. la apariencia es un método visual el cual

consiste en observar y tocar detalladamente cada uno de los morteros, obteniendo

los resultados tal como se ve en el Cuadro 4.

92

Cuadro 1. Resultados de la apariencia de los ocho morteros

Mortero Descripción apariencia

Mortero 1

(con arena

30/100)

Es opaco Contenido de aire alto por la gran cantidad de burbujas generadas No tiene grietas Color gris claro Textura lisa

Mortero 2

(con arena

30/100)

Es brillante Contenido de aire bajo por la poca cantidad de burbujas generadas No tiene grietas Color gris claro Textura lisa

Mortero 3

(con arena

30/100)

Es brillante Contenido de aire medio por la cantidad de burbujas generadas No tiene grietas Color gris claro Textura lisa

Mortero 4

(con arena

30/100)

Es brillante Contenido de aire bajo por la mínima cantidad de burbujas generadas No tiene grietas Color gris oscuro Textura lisa

Mortero 5

(con arena

16/50)

Es opaco Contenido de aire bajo por la mínima cantidad de burbujas generadas Tiene gritas Color gris oscuro Textura lisa

Mortero 6

(con arena

16/50)

Es opaco Contenido de aire bajo por la mínima cantidad de burbujas generadas Tiene gritas Color gris oscuro Textura áspera

Mortero 7

(con arena

16/50)

Es brillante Contenido de aire bajo por la mínima cantidad de burbujas generadas Tiene grietas Color gris claro Textura lisa

Mortero 8

(con arena

16/50)

Es brillante Contenido de aire alto por la gran cantidad de burbujas generadas Tiene gritas Color gris oscuro Textura áspera

93

En el Cuadro 4 se visualiza que:

Los morteros 1 y 5 (correspondientes a la mezcla de B1 y las arenas 30/100 y

16/50 respectivamente) son opacos.

Los morteros 3-7 y 4-8 (correspondientes a la mezcla de B3 con los dos tipos

de arenas y B4 con los dos tipos de arenas respectivamente) son brillantes.

Los únicos morteros que no coincidieron en su aspecto son los 2 y 6 a pesar de

que están elaborados con el mismo binder.

3.6 ELABORACIÓN DE PISOS

A continuación, se darán a conocer los resultados de la caracterización de los

ocho tipos de pisos en cada una de las pruebas mecánicas comparándolos con los

pisos comerciales Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2.

3.7 REALIZACIÓN DE PRUEBAS MECÁNICAS

Estas pruebas mecánicas son llevadas a cabo para saber cuáles de los pisos

autonivelantes (P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7 y P8) realizados anteriormente

cumplen con los estándares o norma ASTM y NTC comparándolos con los dos

pisos comerciales Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2.

3.7.1. Prueba de contracción. a continuación, se darán a conocer los resultados

de la pérdida de peso en la Tabla 17.

La experimentación fue triplicada con el fin de obtener mejores resultados, tal cual

se ve en los ANEXOS C.

94

Tabla 14. Resultados de la prueba de contracción

Promedio % Pérdida de peso

Pisos

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Piso comercial N° 1 Piso comercial N° 2

pérdida de peso (g)

4.01 3.78 3.20 3.14 3.51 3.44 3.58 3.59 2.77 3.32

% pérdida de peso real

3.62 3.17 2.82 2.69 3.05 2.95 3.14 2.99 2.25 2.73

En la tabla 14 se observa que los pisos con menor porcentaje pérdida de peso son

P4 y P3 con 2.69% y 2.82 % respectivamente, indicando que estos tendrán una

menor posibilidad de agrietarse y de contraerse (24 h), tal como lo indica la norma

NTC 3356 en la que se especifica que la retención mínima de agua en un mortero

debe ser del 75% y que a mayor sea la relación agua-mortero, el movimiento y la

pérdida de agua dentro de los espacios extremadamente pequeños del mortero

hidratado serán menor, conservando la mayor cantidad de agua.

No hay requisitos significativos para el encogimiento, por lo tanto, estos

porcentajes son aceptables.

3.7.2. RESISTENCIA A LA ABRASIÓN

Para determinar el desgaste de los 8 tipos de pisos y compararlos con los dos

comerciales, se les realizan dos ensayos de resistencia a la abrasión que emplean

dos métodos distintos, uno por frotación y otro por fricción de superficie.

3.7.2.1. Prueba taber test. a continuación, se dan a conocer los resultados

obtenidos en la prueba taber test para cada uno de los pisos incluyendo el Piso

comercial N° 2.

La experimentación fue triplicada con el fin de obtener mejores resultados, los

cuales se encuentran en el ANEXO D.

95

Tabla 15. Resultados de la prueba taber test de los pisos (1, 2, 3 y 4)

Piso 1 Piso 2 Piso 3 Piso 4

Promedio peso inicial (g) Promedio peso final (g)

Promedio dif. a 1000 ciclos % Pérdida peso

71.15 70.61 0.77 1.08

71.37 64.21 0.58 0.82

61.94 61.63 0.63 1.01

55.61 55.26 0.69 1.24

Tabla 16. Resultados de la prueba taber test de los pisos (5, 6, 7 y 8) incluyendo el Piso comercial N° 2


Piso comercial N°

2

Promedio peso inicial (g) Promedio peso final (g)

70.03

69.18

60.24

32.16

0.64

1.07

67.17

66.31

0.80

1.01

49.98 74.21

73.63

0.58

0.78

MUESTRA A

18 ciclos

------

MUESTRA B

12 ciclos

------

MUESTRA C

100 ciclos

------

Promedio dif. 0.85 a 1000 ciclos

% Pérdida peso 1.21

Con el Piso 8 no se pudo culminar la prueba taber test, debido a que las tres

muestras se quebraron a los 12, 18 y 100 ciclos tal como se observa en la Tabla

16.

El piso que mejor resistencia al desgaste tiene es aquel que tenga el menor

porcentaje de pérdida de peso, siendo el piso 2 (Tabla 15) con 0.82% bastante

cercano al 0.78 % del Piso comercial N° 2.

De igual forma los pisos 3 y 7 arrojaron un buen resultado con 1.01% de pérdida

de peso.

Esto indica que los pisos P2, P3 y P7 tienen una buena resistencia de abrasión

superficial, y el factor principal reside en qué tan resistente es desde el punto de

vista estructural, en el que la superficie está expuesta al desgaste y a medida que

el piso se desgasta, los agregados finos (P2 y P3) o gruesos (P7) quedan

expuestos a la abrasión, provocando una degradación relacionada con los

agregados y la dureza de los mismos.

96



Gráfica 1. Contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos pisos comercialesIlustración 2. Representación de los Pisos autonivelantes incluyendo los dos pisos comerciales en Prueba chorro de Corindón


Gráfica 2. Contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos pisos comerciales


Gráfica 4. Resultados de Contenido de aire con sus respectivos pisosGráfica 5. Contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos pisos comercialesIlustración 4. Representación de los pisos autonivelantes incluyendo los dos pisos comerciales en prueba chorro de corindón


Gráfica 6. Contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos pisos comercialesIlustración 6.

3.7.2.2. Prueba chorro de corindón. a continuación, se da a conocer los

resultados de la prueba chorro de corindón para cada uno de los pisos incluyendo

los pisos comerciales.

A partir de esta prueba se quiere conocer cuáles de los pisos autonivelantes son

más resistentes al chorro de corindón comparado con los pisos comerciales, para

así saber por esta razón cuando se vea la superficie del sustrato del molde de

piso. Indicando así la resistencia del piso a abrasiones. (Ilustración 33)


97

Tabla 17. Resultados de prueba chorro de corindón de los pisos (1, 2, 3 y 4)

En la Tabla 17 se visualizan los resultados de pérdida de espesor de los pisos 1 al

4 los cuales fueron elaborados con agregado fino. Se observa que el piso 4 (que

se elaboró con B4) es quien tuvo mejor resistencia a la abrasión debido a que

soportó mayor cantidad de ciclos con un total de 47, superando el Piso comercial

N° 1.

En la siguiente Tabla 18 se evidencian los resultados de los pisos del 5 al 8 los

cuales fueron elaborados con agregado grueso, evidenciando una pequeña

diferencia contra los resultados de la Tabla 18, debido a que los pisos del 5 al 8

tuvieron mayor resistencia a la abrasión por caída de corindón tal como lo indican

los resultados de la Tabla 18, en la que los pisos 6, 7 y 8 (elaborados con B2, B3 y

B4) obtuvieron resultados muy similares (52, 50 y 50) pero sin superar el número

de ciclos que soportó el Piso comercial N° 2.


Número de Ciclos

Espesor de cada lado (cm)

Promedio espesor

Promedio # Ciclos

A

40

0.45 0.46 0.44 0.45

0.45

B

32

0.39 0.38 0.49 0.39

0.41

A

13

0.3 0.36 0.3 0.27

0.31

B

11

0.2 0.32 0.25 0.21

0.25

A

45

0.45 0.39 0.48 0.45

0.44

B

45

0.4 0.4 0.42 0.38

0.40

A

47

0.39 0.41 0.43 0.4

0.41

B

47

0.39 0.44 0.38 0.42

0.41

36 12 45 47

98

Tabla 18. Resultados de prueba chorro de corindón de pisos (5, 6, 7 y 8) incluyendo los dos pisos comerciales

También se observa que el piso 2 tuvo el menor número de ciclos siendo este de

12 (Tabla 18) teniendo en cuenta que su espesor es el menor de todos los pisos,

por ende, empleando una proporcionalidad al cual se halla el número de ciclos al

cual se hubiera fracturado si su espesor hubiera sido de 0.44 (promedio de

espesor de las pruebas A y B del Piso comercial N° 2 que tuvo el mejor resultado),

pero aun así el piso 2 con ese espesor se hubiera fracturado a los 19 ciclos.

3.7.3 Prueba de contenido de aire. Este ensayo se refiere a la cantidad de aire

atrapado en la mezcla fresca de piso que es generado por efectos naturales o por

el aire que se pudo haber incorporado durante la agitación y mezclado.

A continuación, se da a conocer los resultados de la prueba contenido de aire de

los diferentes pisos con los dos pisos comerciales.


Piso comercial

N° 1 Piso comercial

N° 2

Número de Ciclos

Espesor de cada lado

(cm)

Promedio espesor

A

50 0.39 0.45 0.44 0.43

0.43

B

43

0.40 0.43 0.40 0.45

0.42

A

52

0.42 0.42 0.42 0.42

0.42

B

52

0.30 0.40 0.45 0.48

0.41

A

50

0.39 0.40 0.45 0.47

0.43

B

50

0.40 0.40 0.43 0.38

0.40

A

50

0.40 0.36 0.42 0.50

0.42

B

50

0.40 0.39 0.42 0.52

0.43

A

35

0.30 0.39 0.20 0.23

0.28

B

35

0.40 0.40 0.33 0.38

0.38

A

100

0.40 0.40 0.45 0.48

0.43

B

100

0.45 0.44 0.42 0.47

0.45

Promedio # Ciclos

47 52 50 50 35 100

99

Tabla 19. Resultados de la prueba contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos pisos comerciales

Contenido de aire (% )

Tiempo (min) P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8


5 min 1.4 3.1 1.1 3

3.6 2.8 2.8 2.6 5.1 3.8

15 min 3

3.3 1.6 2.4 3.6 2.5 4

2.8 4.8 3.2

30 min 5

4.2 2.6 3.4 3.9 3.7 4.7 3.2 5.1 4.9

Entre menor porcentaje de contenido de aire tengan los pisos, tendrán menos

posibilidad de que no se agrieten o se fisuren ya que al generar grandes burbujas

estas pueden soplar la superficie donde se aplique el piso autonivelante.

Al apreciar la Tabla 19 es evidente que los pisos comerciales tienen un alto

porcentaje contenido de aire, contrario al piso 3 cuyo porcentaje a 30 minutos es

de 2.65 % de aire, lo cual también se puede apreciar en los minutos 5 y 15 en los

que también obtuvo el menor porcentaje.

Desde luego se puede observar que lo busca esta prueba es determinar con el

contenido de aire que tan compacto puede llegar a ser el piso en el cambio de

volumen por una presión.

Enseguida se evidencia en la Gráfica 2 los porcentajes de contenido de aire:

100

1,4

3,1

1,1

3

3,6

2,8

2,8

2,6

5,1

5

3,8

5

4,2

2,6

5 3,4

3,9

3,7

4,7

3,2

5,1

4,9

0

1

2

3

4

5

6P

ÉRD

IDA

DE

PES

O %

PISOS

CONTENIDO DE AIRE

Contenido de Aire (5 min)





Gráfica 2. Resultados de Contenido de aire con sus respectivos pisosGráfica 3. Contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos pisos comerciales


Gráfica 5. Resultados de Contenido de aire con sus respectivos pisos


Gráfica 7. Resultados de Resistencia a la compresión para cada piso incluyendo los dos pisos comercialesGráfica 8. Resultados de Contenido de aire con sus respectivos pisosGráfica 9. Contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos pisos comerciales


Gráfica 11. Resultados de Contenido de aire con sus respectivos pisosGráfica 12. Contenido de aire de los diferentes pisos incluyendo los dos pisos comerciales




Gráfica 16. Resultados de Resistencia a la compresión para cada piso incluyendo los dos pisos comercialesGráfica 17. Resultados de Contenido de aire con sus respectivos pisos

En donde se evidencia que los porcentajes más altos de contenido de aire los

obtuvieron a parte de los dos pisos comerciales, fueron los pisos del 5 al 8

teniendo presente el tamaño de partícula del agregado (grueso), lo cual

intermolecularmente permite espacios muertos en la mezcla.

Por otro lado, el contenido de aire más bajo lo obtuvo el piso 3 con 1.1%,

indicando así que la cantidad de poros que puede tener el piso son relativamente

pequeños evitando la formación de burbujas, tal como lo indica la norma ASTM

231.

También se evidencia que el piso 3 superó con una diferencia aproximada de

300% el contenido de aire de los pisos comerciales.

3.7.4. Prueba flujo libre. a continuación, se da a conocer en la Tabla 23 los

resultados obtenidos en la prueba flujo libre, allí se evidencia también su

desviación estándar para cada valor.

En el ANEXO E, se evidencia los datos iniciales de las cuatro lecturas en (cm) a

los tiempos de (5, 15 y 30) min, con sus respectivos promedios para obtener los

valores finales que se ven la Tabla 20.

101

Tabla 20. Resultados de flujo libre

Se observa en la Tabla 20 que el piso 4 tuvo el mayor esparcimiento debido que a

los 5 min se propagó a 20.25 cm y luego se fue reduciendo a medida que este se

secaba, aun así, teniendo en el tiempo de 30 min el mayor esparcimiento 20.18

cm. Esto corrobora que el piso es autonivelante, mejorando los estándares

actuales (Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2)

Otro punto relevante es que el Piso comercial N° 1, no es autonivelante debido a

que necesitó golpes para que se esparciera según lo indica la norma UNE-EN

1015-3; esto se debe a que la consistencia del Piso comercial N° 1 es alta, lo cual

se debe a la baja cantidad de agua en su preparación con una relación de 4.5 de

polvo a 1 de agua tal como lo indica su ficha técnica (ANEXO A).

Flujo libre (cm)

Pisos P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Piso comercial N° 1 (25 golpes) Piso comercial N° 2

5 min 15.13 ± 0.22 15.38 ± 0.17 16.45 ± 0.29 20.25 ± 0.42 15.40 ± 0.10 16.34 ± 0.26 16.00 ± 0.31 19.25 ± 0.43 15.69 ± 0.53 18.69 ± 0.32

15 min 14.55 ± 0.44 15.08 ± 0.24 15.68 ± 0.21 20.20 ± 0.06 15.25 ± 0.46 15.89 ± 0.45 15.83 ± 0.13 19.06 ± 0.66 15.47 ± 0.24 18.66 ± 0.10

30 min 13.95 ± 0.47 14.38 ± 0.28 15.58 ± 0.34 20.18 ± 0.85 14.40 ± 0.10 15.08 ± 0.22 15.20 ± 0.25 18.93 ± 0.58 13.88 ± 0.12 14.12 ± 0.15

102

Gráfica 3. Resultados de contenido de aire con sus respectivos pisos




Gráfica 981. Resultados de Resistencia a la compresión para cada piso incluyendo los dos pisos comerciales


Gráfica 983. Resultados de Prueba de Adherencia realizando ensayo Pull Off a los 14 y 8 díasGráfica 984. Resultados de Resistencia a la compresión para cada piso incluyendo los dos pisos comercialesGráfica 985. Resultados de Contenido de aire con sus respectivos pisos






Gráfica 992. Resultados de Prueba de Adherencia realizando ensayo Pull Off a los 14 y 8 díasGráfica 993. Resultados de Resistencia a la compresión para cada piso incluyendo los dos pisos comerciales

15

,13

15

,38

16

,45

20

,25

15

,40

16

,34

16

,00

19

,25

15

,69

18

,69

14

,55

15

,08

15

,68

20

,20

15

,25

15

,89

15

,83

19

,06

15

,47

18

,66

13

,95

14

,38

15

,58

20

,18

14

,40

15

,08

15

,20

18

,93

13

,88

14

,12

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

RA

DIO

(cm

)

PISOS

Flujo libre

5 min 15 min 30 min

Se observa en la gráfica 3 los valores reportados en el ensayo, los cuales son

comparados con los dos pisos comerciales tomados como punto de referencia a

los 5 min del ensayo, en donde los pisos 4 y 8 fueron los que obtuvieron mayor

diámetro de 20.25 cm y 19.25 cm respectivamente, siendo así los que tuvieron un

mejor esparcimiento.

3.7.5 Prueba de resistencia a la compresión. a continuación, se quiere dar a

conocer los resultados obtenidos en la resistencia a la compresión en la Tabla 21,

apreciando también su desviación estándar.

La resistencia a la compresión “es la característica mecánica principal de los pisos

que se define como la máxima resistencia medida de una muestra de piso a la

carga axial”1.

La experimentación se llevó a cabo por triplicado como se ve en el ANEXO F.

1TORRES OSPINA, Andrés Hermes. Valoración de las propiedades mecánicas del Asfalto Modificado con

grano de llanta reciclado. Trabajo de grado. Ingeniería Civil Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. Facultad de Ingenieria, 2014.

103

Gráfica 4. Resultados de resistencia a la compresión para cada piso incluyendo los dos pisos comerciales


Gráfica 1683. Resultados de Prueba de Adherencia realizando ensayo Pull Off a los 14 y 8 díasGráfica 1684. Resultados de Resistencia a la compresión para cada piso incluyendo los dos pisos comerciales


Gráfica 1686. Resultados de prueba de adherencia realizando ensayo pull off a los 14 y 28 días

Gráfica 1687. Resultados de Prueba de Adherencia realizando ensayo Pull Off a los 14 y 8 días..

Ilustración 117. Placa de concreto con su respectiva adherencia (prueba pull off)Gráfica 1688. Resultados de Prueba de Adherencia realizando ensayo Pull Off a los 14 y 8 díasGráfica 1689. Resultados de Resistencia

13

,69

12

,43

9,8

4

8,5

9

15

,41

13

,45

16

,99

10

,40

7,7

2

16

,33

13

,40

19

,83

22

,83

12

,89

22

,64

17

,40

16

,99

10

,83

8,5

9

16

,99

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

PR

ESIÓ

N (

MP

a)

PISOS

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

Resistencia a la Compresión (14 días) Resistencia a la Compresión (28 días)

Tabla 21. Resultados de Resistencia a la compresión a 14 y 28 días

Resistencia a la compresión (Mpa)



14 días 13.69 ± 0.46 12.43 ± 0.94 9.84 ± 0.35 8.59 ± 0.39

15.41 ± 0.34 13.45 ± 0.73 16.99 ± 0.66 10.40 ± 1.59 7.72 ± 0.82

16.33 ± 1.13

28 días 13.40 ± 0.49 19.83 ± 0.98 22.83 ± 2.35 12.89 ± 0.91 22.64 ± 1.36 17.40 ± 0.83 16.99 ± 0.66 10.83 ± 0.82 8.59 ± 0.27

16.99 ± 0.66

En la Tabla 21 se observan los valores obtenidos de la resistencia a la compresión

en donde a los 28 días los únicos pisos que no cumplen la especificación mínima

según la norma NTC 3356 la cual indica que el valor mínimo debe ser de 12.5

Mpa, son el piso 8 con 10.83 Mpa y el Piso comercial N° 1 con 8.59 Mpa.

También sé observa que hubo un aumento en la resistencia a la compresión en el

piso 3 con un valor de 22.83 MPa a los 28 días, a comparación del Piso comercial

N° 2 con un valor de 16.99 Mpa, lo cual se debe al agregado fino del piso 3

generando mayor compactación y el tipo de cemento que se utilizó es el tipo III

dando así un mayor secado a edades tempranas.

104

En la gráfica 4 se observa de mejor manera que a medida que aumenta la edad de

curado de 14 a 28 días aumenta significativamente en la mayoría de los pisos la

resistencia a la compresión; esto se debe a las propiedades del cemento paz del

río tipo III (esto fue indicado por la CI, no se puede dar a conocer datos

específicos debido a temas privados de la empresa).

3.7.6 Prueba de adherencia. a continuación, se da a conocer los resultados

obtenidos en la prueba de adherencia por medio de la prueba pull off, con el fin de

determinar la mayor tensión perpendicular que la superficie puede soportar, antes

de que sea separada del sustrato.

La experimentación se llevó a cabo por triplicado para obtener mejores resultados de tensión (MPa), donde también se da a conocer su desviación estándar tal y como se ve en el ANEXO G. “Es importante controlar regularmente el contenido de humedad durante el período de secado de un nuevo piso de concreto o una capa de piso para asegurar que haya alcanzado la sequedad suficiente para aceptar el revestimiento del piso. Es por esto que el exceso de humedad en el concreto puede causar problemas latentes, como condensación o falla del adhesivo debajo del piso”47. Las 2 placas de concreto se dejaron curar a 28 días, pues por eso se quiso conocer la humedad de estas teniendo el siguiente valor de 4.5%, siendo un valor aceptado debido a que el máximo valor es de hasta 0 - 10% de concreto aproximadamente por medio del equipo CME 4 (TRAMEX). Un resultado cualitativo de la adherencia es que todos los pisos tuvieron una

adherencia adhesiva, debido a que después de ser fraguado y al despegarse de la

superficie aplicada solo se desprende la mezcla de piso, sin tomar parte de la

superficie de concreto (sustrato).

47 J. VIDAUD, Eduardo y N. VIDAUD, Ingrid. PRUEBA DE “PULL OFF” PAR EVALUAR LA ADHERENCIA DE LOS

MATERIALES DE REPARACIÓN EN CONCRETO. En: Junio, 2014. vol. 1. p. 23-24.

105

Tabla 22. Resultados de prueba de adherencia

En la tabla 22 a los 14 días, se evidencia que ninguno de los pisos mejoró la

adherencia contra los pisos comerciales, dado que la mayor adherencia fue del

Piso comercial N° 2 con un valor de 9.81 Mpa, indicando que es una” falla

adhesiva, dando como resultado el fallo en la zona de interfaz. Es entonces el fallo

adhesivo el menos deseable pues no es conveniente que falle en la zona de

interfaz”3.

Luego a los 28 días se vuelve a realizar una prueba de adherencia obteniendo un

mejor resultado en el piso 3 de 8.15 MPa comparándolo con los pisos comerciales

Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2 de 1.4 y 6 Mpa, obteniendo un fallo en

el interior del material de reparación que indica que la resistencia de la unión es

mayor que la resistencia a la tensión del material superpuesto. Normalmente se

prefiere entonces el fallo en el sustrato, lo que es evidencia de que el material de

reparación superpuesto se ha concebido correctamente.

En la Grafica 5, se evidencia mejor los resultados de la prueba de adherencia.

3 Ibid., p.26

Prueba de adherencia (MPa)



14 días 7.67 ± 2.03 3.91 ± 0.50 4.24 ± 0.74 2.60 ± 0.36 4.41 ± 1.21 3.17 ± 0.19 7.88 ± 0.43 2.12 ± 0.21 1.4 ± 0.22 9.81 ± 0.48

28 días 4.57 ± 0.42 4.10 ± 0.68 8.15 ± 2.00 4.56 ± 1.68 3.12 ± 0.29 3.08 ± 0.36 5.66 ± 1.58 2.03 ± 0.83 1.4 ± 0.22 6.00 ± 1.11

106

Gráfica 5. Resultados de prueba de adherencia realizando ensayo pull off a los 14 y 28 días


Ilustración 244. Placa de concreto con su respectiva adherencia (prueba pull off)Gráfica 2001. Resultados de Prueba de Adherencia realizando ensayo Pull Off a los 14 y 8 días


Ilustración 245. Placa de concreto con su respectiva adherencia

Ilustración 246. Placa de concreto con su respectiva Adherencia (Prueba Pull Off)

ANEXO 34. Evidencia de la hoja técnica del producto comercial Sikalisto pisoIlustración 247. Placa de concreto con su respectiva adherencia (prueba pull off)Gráfica 2003. Resultados de prueba de adherencia realizando ensayo pull off a los 14 y 28 días


Ilustración 248. Placa de concreto con su respectiva adherencia (prueba pull off)Gráfica 2005. Resultados de Prueba de Adherencia realizando ensayo Pull Off a los 14 y 8 días




ANEXO 35. Evidencia de la hoja técnica del producto comercial Sikalisto pisoIlustración 251. Placa de concreto con su respectiva adherencia (prueba pull off)

7,6

7

3,9

1

4,2

4

2,6

0 4

,41

3,1

7

7,8

8

2,1

2

1,4

9,8

1

4,5

7

4,1

0

8,1

5

4,5

6

3,1

2

3,0

8

5,6

6

2,0

3

1,4

6,0

0

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 Pisocomercial

N°1

Pisocomercial

N°2

PR

ESIÓ

N (

kg.f

/ cm

²)

PISOS

ADHERENCIA

Adherencia (14 días) Adherencia (28 días)

Estos resultados que se evidencian en la Gráfica 5 se deben a la propiedad en

estado endurecido la cual depende, fundamentalmente, de la naturaleza de la

superficie sobre la que se ha aplicado (placa de concreto), de su porosidad y

rugosidad, así como, de la granulometría de las arenas (30/100 y 16/50) como se

ve en la Ilustración 33; de igual forma los factores que pueden afectar en la

variabilidad de los resultados son: la composición y propiedades del concreto en

las capas, una posible degradación superficial del material debido a efectos

medioambientales, material utilizado en la zona de interfaz, dimensiones del

núcleo y la velocidad de aplicación de la carga.

107











ANEXO 3. Evidencia de la hoja técnica del producto comercial Sikalisto pisoIlustración 10. Placa de concreto con su respectiva adherencia


En la Ilustración 34 se observa si el piso permanece adherido a las dos

superficies, dando como resultado una buena adherencia (el tipo de fallo es

adhesivo).

En cambio, si se desprende con facilidad y no deja sobrantes adheridos en las

bases es porque la adherencia es mala, debido a que, en obra esto es de gran

interés, pues permite juzgar la calidad de un mortero, simplemente levantando un

ladrillo colocado recientemente sobre él.

108

4. EVALUACIÓN DE COSTOS DE LOS PISOS OBTENIDOS

Se realizó un estudio de costos para comparar el costo de los pisos (P1, P2, P3,

P4, P5, P6, P7 y P8) con los costos de los pisos comerciales (Piso comercial N° 1

y Piso comercial N°) en el laboratorio de CI, con el fin de conocer el consumo ($/

x mm) vs beneficio (desempeño de las pruebas mecánicas para cada uno de los

pisos).

En la Tabla 23 se evidencia el valor real del precio de venta COP para cada piso,

sabiendo cuál de estos tuvo un menor costo frente a los dos pisos comerciales

Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2.

Tabla 23. Costos reales del precio de venta para cada piso vs desempeño en prueba de contracción

Pisos Contracción

pérdida peso (%) Consumo kg/ x mm de

espesor

precio de venta

$/ x mm

Piso 1 Piso 2 Piso 3 Piso 4 Piso 5 Piso 6 Piso 7 Piso 8


3.62 3.17 2.82 2.69 3.05 2.95 3.14 2.99 2.25 2.73

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 1.8 1.8

974.78 974.80 974.80 895.31 987.68 987.68 987.68 987.68 1280.00 4240.00

Se observa en la Tabla 23 lo siguiente:

Azul claro: los dos mejores pisos en la prueba de contracción fueron el piso (3 y 4)

teniendo un resultado de pérdida de peso mucho menor a los otros 6 pisos con

valores de 2.82 y 2.69 % en comparación al Piso comercial N° 1 y Piso comercial

N° 2 con valores de 2.25 y 2.73 % muy cercanos a los pisos anteriormente

mencionados, dando así un buen resultado frente a los pisos comerciales.

En cuanto al precio real de estos dos pisos (3 y 4) con valores de $974.80 y

$895.31 COP se evidencia que son más económicos frente al Piso comercial N° 1

y Piso comercial N° 2 con valores de $1280 y $4240 COP, siendo estos una gran

alternativa para tomar como referencia en una próxima experimentación.

A continuación, en la Tabla 24 se dan a conocer los resultados de consumo vs

desempeño en la prueba taber test, conociendo el costo real para cada piso.

109

Tabla 24. Resultados de costos vs desempeño para cada piso de la prueba taber test

Pisos Taber test

pérdida peso (%) Consumo kg/ x mm de

espesor

precio de venta

$/ x mm

iso 1 Piso 2 Piso 3 Piso 4 Piso 5 Piso 6 Piso 7 Piso 8


1.08 0.82 1.01 1.24 1.21 1.07 1.01

- -

0.78

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 1.8 1.8

974.78 974.80 974.80 895.31 987.68 987.68 987.68 987.68

1280.00 4240.00

Se observa en la Tabla 24, lo siguiente:

Azul claro: los dos mejores pisos en la prueba de taber test fueron el piso 2 y piso

3 teniendo un resultado de pérdida de peso menor a los otros 6 pisos con valores

de 0.82 y 1.01 % en comparación al Piso comercial N° 2 con un valor de 0.78%

muy cercano a los pisos anteriormente mencionados, dando así un buen resultado

frente al piso comercial.

Desde luego el precio real de estos dos pisos (2 y 3) son el mismo de $974.80

COP, donde se evidencia que son más económicos frente al Piso comercial N° 2

con un valor de $4240.00 COP dando así un costo muy moderado al piso

comercial utilizado.

Por otro lado, en la Tabla 25, se muestra los resultados de consumo vs

desempeño para cada piso en prueba chorro de corindón, donde se comparará el

valor de precio de venta para los dos mejores pisos con los pisos comerciales

evaluados.

110

Tabla 25. Resultados de costos vs desempeño para cada piso en prueba chorro de corindón

Pisos Chorro de Corindón

# ciclos Consumo kg/ x mm

de espesor

precio de venta

$/ x mm



36 12 45 47 47 52 50 50 35 100

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 1.8 1.8

974.78 974.80 974.80 895.31 987.68 987.68 987.68 987.68 1280.00 4240.00


Azul claro: los mejores resultados de desempeño en cuanto a la prueba chorro de

corindón fueron los pisos (6 y 7) con un total de 52 y 50 ciclos aproximadamente,

obteniendo un buen resultado a comparación de los pisos comerciales Piso

comercial N° 1 y Piso comercial N° 2 con 35 y 100 ciclos, siendo estos valores

aceptados en un desgaste por fricción.

En cuanto al costo del precio real de estos dos pisos (6 y 7) son del mismo valor

$987.68 COP a comparación del Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2 con

$1280.00 y $ 4240.00 COP, siendo un costo muy elevado del piso, sabiendo que a

menor costo cumplen con una buena resistencia a la abrasión.

Enseguida, en la Tabla 26, se muestra los resultados de consumo vs desempeño

para cada piso en prueba de contenido de aire, donde se comparará el valor de

precio de venta para los dos mejores pisos con los pisos comerciales evaluados.

111

Tabla 26. Resultados de costos vs desempeño para cada piso en prueba contenido de aire

Pisos Contenido de aire

5 min (cm) Consumo kg/ x mm

de espesor precio de venta

$/ x mm



1.4 3.1 1.1

3 3.6 2.8 2.8 2.6

5.15 3.8

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 1.8 1.8

974.78 974.80 974.80 895.31 987.68 987.68 987.68 987.68

1280.00 4240.00


Azul claro: los mejores resultados de desempeño en cuanto al contenido de aire

en 5 min fueron los pisos (1 y 3) con un total de 1.4 y 1.1 cm aproximadamente,


comercial N° 1 y Piso comercial N° 2 con 5.15 y 3.8 cm, demostrando así la

mínima cantidad de burbujas

En cuanto al costo del precio real de estos dos pisos (1 y 3) son iguales con un

valor de $987.68 COP a comparación del Piso comercial N° 1 y Piso comercial N°

2 con $1280.00 y $ 4240.00 COP, siendo un costo muy elevado del piso, sabiendo

que a menor costo cumplen con un buen contenido de aire.

A continuación, en la Tabla 27 se evidencia los resultados de consumo vs

desempeño para cada piso en prueba de flujo libre a los 5 min, donde se conocerá

cuál de estos pisos son los mejores.

112

Tabla 27. Resultados de costos vs desempeño para cada piso en prueba de flujo libre

Pisos Flujo libre 5 min (cm)

Consumo kg/ x mm de espesor

precio de venta

$/ x mm



15.13 15.38 16.45 20.25 15.40 16.34 16.00 19.25 15.69 18.69

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 1.8 1.8

974.78 974.80 974.80 895.31 987.68 987.68 987.68 987.68 1280.00 4240.00


Azul claro: los mejores resultados de desempeño en cuanto al flujo libre en 5 min

fueron los pisos (4 y 8) con un total de 20.25 y 19.25 cm aproximadamente,


comercial N° 1 y Piso comercial N° 2 con 15.69 y 18.69 cm, demostrando así el

esparcimiento de un piso en el momento de aplicar sobre una superficie.

En cuanto al costo del precio real de estos dos pisos (4 y 8) son muy cercanos los

valores con $895.31 y $987.68 COP a comparación del Piso comercial N° 1 Piso

comercial N° 2 con $1280.00 y $ 4240.00 COP, siendo un costo muy elevado del

piso, sabiendo que a menor costo cumplen con un buen esparcimiento en la

superficie aplicada.

Por consiguiente, se muestra los resultados de consumo vs desempeño para cada

piso en prueba de resistencia a la compresión, donde se comparará el valor de

precio de venta para los dos mejores pisos con los pisos comerciales evaluados.

113

Tabla 28. Resultados de consumo vs desempeño para cada piso en prueba de resistencia a la compresión


Azul claro: al seleccionar los mejores pisos, en este caso el piso 3 y 5 fueron los

que tuvieron mayor resistencia a la compresión con un valor de 22.83 y 22.64 MPa

a comparación de los pisos comerciales Piso comercial N° 1 y Piso comercial N° 2,

debido a que la arena que se utilizó en el piso 3, la cual fue arena 30/100 absorbió

toda la cantidad de agua dándole mayor compactación al piso sin que este se

agrietará, lo cual da una mejor calidad a una carga axial.

Desde luego el piso 5 también tuvo un resultado muy similar al piso 3 como se

mencionó anteriormente, dado que se utilizó la arena 16/50 dándole mayor fluidez

y compactación, ya que el tipo de cemento que se utilizó fue el tipo 3 alcanzando a

los 28 días mejor resistencia al cubo.

Enseguida se evidencia en la Tabla 28 el consumo vs desempeño de los dos

mejores pisos (P3 y P5) comparándolos con los pisos comerciales (Piso comercial

N° 1 y Piso comercial N° 2) y se observa que el consumo de los dos comerciales

es mucho menor con 1.8 (kg/ x mm de espesor) vs 2.3 (kg/ x mm de

espesor), pero en cuanto al precio de venta real del piso (3 y 5) tienen valores muy

similares con $974.80 y $987.68 COP ($/ x mm) a comparación del Piso

comercial N° 2 con un valor real de $4240.00 COP. Esto indica que estos dos

pisos (3 y 5) cumplieron con el objetivo de mejorar dicha propiedad tomando

cubos de dimensiones tal como la Tabla 10.

Pisos

R. Compresión MPa

[28 días] Consumo kg/ x mm

de espesor

precio de venta

$/ x mm



13.40 19.83 22.83 12.89 22.64 17.40 16.99 10.83 8.59 16.99

2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 1.8 1.8

974.78 974.80 974.80 895.31 987.68 987.68 987.68 987.68 1280.00 4240.00

114

Por último, a partir de la prueba de adherencia se quiere mostrar cual fue el

consumo vs desempeño de los pisos obtenidos frente a los dos comerciales (Piso

comercial N° 1 y Piso comercial N° 2) como se evidencia en la Tabla 29.

Tabla 29. Resultados de consumo vs desempeño para cada piso en prueba de

adherencia


Azul claro: al seleccionar los mejores pisos en este caso el (3 y 7) tienen una

adherencia de 8.15 y 5.66 MPa a comparación del Piso comercial N° 1 y Piso

comercial N° 2 con una adherencia de 1.40 y 6 MPa siendo este un valor muy

bajo al resultado de los pisos obtenidos. Dado que estos dos pisos (3 y 7) están

hechos con el mismo proceso de producción tal como se ve la Tabla 6, la única

diferencia es el tipo de arena que se le agrega a la mezcla siendo esta (30/100 y

16/50).

Por consiguiente, se evidencia que el consumo fue mucho mayor para los pisos (3

y 7) debido a que este fue de 2.3 (kg/ x mm de espesor) comparándolo con los

dos comerciales con 1.8 (kg/ x mm de espesor), pero su precio de venta es

menor que el comercial Piso comercial N° 2, debido a que este tiene un costo de

4240.00 ($/ x mm) a comparación de los pisos (3 y 7) con un costo de 974.80 y

987.68 ($/ x mm).

Pisos

Adherencia MPa

[28 días]

Consumo kg/ x mm de espesor

precio de venta

$/ x mm

Piso 1 4.57 2.3 974.78

Piso 2 4.10 2.3 974.80

Piso 3 8.15 2.3 974.80

Piso 4 4.56 2.3 895.31

Piso 5 3.12 2.3 987.68

Piso 6 3.08 2.3 987.68

Piso 7 5.66 2.3 987.68

Piso 8 2.03 2.3 987.68

Piso comercial N° 1 1.40 1.8 1280.00

Piso comercial N° 2 6.00 1.8 4240.00

115

En conclusión, los dos mejores pisos fueron el (3 y 5), obteniendo valores de

precio de venta mucho más bajos a comparación de los pisos comerciales Piso

comercial N° 1 y Piso comercial N° 2, siendo estos una gran alternativa para la CI

y poder agregarlos al portafolio cumpliendo con éxito la mayor cantidad de

pruebas mecánicas que se evaluaron.

116

5. CONCLUSIONES

La elaboración de los binders (B1, B2, B3 Y B4) fue una de las novedades para

desarrollar cada uno de los pisos autonivelantes, ya que por medio de estos

nos podíamos dar cuenta que tan fluida iba ser la mezcla dándole una mayor

trabajabilidad y manejabilidad en el estado fresco y de endurecimiento para

cada piso.

El tipo de arena (30/100) que se llevó a cabo en la elaboración de los morteros

fue muy importante, debido a que esta daba la compactación y fluidez del

mortero, obteniendo mejores resultados en cuanto apariencia, textura, color y

contenido de aire.

Los pisos autonivelantes (P3 y P5) que se realizaron para una de las pruebas

mecánicas tuvieron un rendimiento mucho mejor en cuanto a resistencia a la

compresión a los 28 días con un valor de 22.83 y 22.65 Mpa comparados con

los dos pisos comerciales Piso comercial N°1 y Piso comercial N°2 con un

valor de 8.59 y 16.99 Mpa, evidenciando un aumento de la resistencia. Por otro

lado, los pisos 3 y 7 tuvieron una adherencia muy significativa frente a los pisos

comerciales (Piso comercial N°1 y Piso comercial N°2) teniendo resultados de

8.15 y 5.66 Mpa superando los valores de estos dos comerciales con 1.40 y

6.00 Mpa clasificándose como un tipo de falla adhesiva.

En cuanto a las propiedades mecánicas realizadas a los pisos (P1, P2, P3, P4,

P5, P6, P7 y 8) una de estas fue la resistencia a la abrasión donde se pudo

determinar la prueba taber test obteniendo resultados de comparación frente al

Piso comercial N°2, sabiendo que no se pudo superar el desgaste por fricción

de alguno de los 8 pisos con este piso comercial, evidenciando un valor de

0.78 % de pérdida de peso comparado con el piso 2 con un dato de 0.82%,

habiendo una diferencia del 4 % en pérdida de peso.

El resultado de precio de venta de los 8 pisos autonivelantes realizados frente

a los dos comerciales tuvo una gran diferencia, tomando como referencia el

piso 3 y comparándolo con el Piso comercial N°2, obteniendo un valor de costo

real mucho menor para el piso 3 con $974.80 a $4240.00 COP para el Sika

floor level 25, o como se ha evidenciado anteriormente puede ser mucho mejor

en cuanto a sus propiedades en estado endurecido sin tener un costo tan

elevado en el mercado.

117

6. RECOMENDACIONES

Se recomienda continuar con el estudio de los diferentes morteros sobre las

propiedades de pisos autonivelantes con el fin de aumentar su adherencia en

superficies más rugosas mejorando así el tipo de fallo adhesivo para que este

se vuelva adhesivo/cohesivo.

En la elaboración de los pisos autonivelantes se recomienda hacer otras

pruebas cambiando el tipo de cemento y el tipo de arena con el fin de observar

un mayor rendimiento en cuanto a la compactación en menos tiempo para

tener una resistencia a la compresión en edades más tempranas (3 y 7) días.

Para efectos y obtención de resultados distintos se puede pensar en realizar un

diseño de experimentos en el cual se manejen las mismas arenas (30/100 y

16/50) y el mismo cemento, solo cambiando los niveles en estos dos

parámetros que intervienen en la elaboración del mortero.

Cambiar la relación agua/cemento agregando más proporción de cemento con

el fin de conocer cómo es su estado en fresco y endurecido frente a las

pruebas mecánicas realizadas en este proyecto.

118

BIBLIOGRAFÍA

AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS. Standard Specification for Flow

Table for Use in Test of Hydraulic Cement. C230/C230M-14. USA. 1-6 p.

AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS. Abrasion Resistenc of Mortar

Surfaces Using a Rotary Plarform Abraser. C1803-15. USA. 1-5 p.

AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS. Standard Test Method for Air

Content of Freshly Mixed Concrete by the Pressure Method. Ce231/C231M-17ª.

USA. 1-10 p.

AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS. Standard Test Methods for

Abrasion Resistance of Organic Coatings by Falling Abrasive. D968-17. USA. 1-5

p.

AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS. Standard Test Method for

Measuring the Drying Shrinkage of Masonry Mortar. Ce1148-92ª. USA 1-3 p.

BAÑÓN, Luis. Y BEVIÁ, José. PROPIEDADES Y CARACTERIZACIÓN DE LOS

ÁRIDOS. En: ELEMENTOS Y PROYECTOS MANUAL DE CARRETERAS. San

Vicente del Raspeig, 2000. p. 20.6.

CONSUEGRA, Liset, et al. ESTUDIO DEL SURGIMIENTO, CLASIFICACIÓN Y

PROPIEDADES DE LOS MORTEROS. En: 2016, vol. 1, p. 9-14.

CUMBAJÍN SIMBA, Edwin Santiago, La impermeabilización en construcciones nuevas y existentes, Proyecto previo a la obtención del título en Administración de proyectos de la Construcción. Quito.: Escuela Politécnica Nacional. Escuela de formación Tecnológica, 2007. 175p. Departamento de Enseñanzas de las Tecnologías de la Construcción. Taller de

Construcción. Cátedra de Construcción I. Morteros. Facultad de Arquitectura,

Uruguay, ed. 2002.

DÓPICO, J. et al. Desarrollo de hormigones con cal-puzolana fina como material

cementicio suplementario. Ingeniería de Construcción, 2008.

ESCRIBANO TÉVAR, Tomas y GARCIA ANDRÉS, Alba. Morteros autonivelantes de elevada conductividad térmica. Trabajo final de grado. Valencia.: Universidad Politécnica de Valencia. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Edificación, 2013. 253p.

119

GONZÁLEZ, P. Influencia de los finos en las características mecánicas de los

hormigones fabricados en Navarra. Tesis en opción al título de doctor en Ciencias.

Departamento de Edificación. Programa de doctorado en Arquitectura. 1992.

GUTIÉRREZ DE LÓPEZ, Libia. Análisis de las características de los agregados

para concretos y morteros en Manizales. Trabajo de promoción. Universidad

Nacional de Colombia, Sede Manizales, 1983. ISBN 958-9322-82-4.

Henderson G., Muhammed P., Long A. (2004), “Pull Off Test and Permeation Test”, en “Handbook on Nondestructive Testing of Concrete”. HOWLAND, J. Curso de Postgrado Tecnología del hormigón. (Cuba). 2005. INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Documentación. Presentación de tesis, trabajos de grado y otros trabajos de investigación. NTC 1486. Sexta actualización. Bogotá: El instituto, 2008. 110 p

________. Referencias bibliográficas, contenido, forma y estructura. NTC 5613. Bogotá: El instituto, 2008. 45 p. ________. Referencias documentales para fuentes de informaciones electrónicas.

NTC 4490. Bogotá: El instituto, 1998. 33 p.

J. VIDAUD, Eduardo y N. VIDAUD, Ingrid. PRUEBA DE “PULL OFF” PAR EVALUAR LA

ADHERENCIA DE LOS MATERIALES DE REPARACIÓN EN CONCRETO. En: Junio,

2014. vol. 1. p. 23-24.

JIMÉNEZ, P.; GARCÍA A.; MORÁN, F. Hormigón Armado (14 edition), Editorial Gustavo Gili, SA, Barcelona. (España). 2000.

KOSMATKA, Steven, et al. Diseño y Control de Mezcla de Concreto de la PCA.

En: Diseño y Control de Mezcla de Concreto de la PCA. Illinois: PCA, 2004. p. 25.

MARTÍNEZ ZAMORA, L. Límites de conformidad de finos pasados por el tamiz 200. Influencia reológicas- mecánicas en la matriz de hormigón, 83 h. Tesis en opción al título de Ingeniero Civil Trabajo de diploma en opción a Ingeniero Civil. Universidad de Matanzas “Camilo Cienfuegos”, Matanzas (Cuba). 2013.

MORAGUES, Amparo. PROCESOS DE HIDRATACIÓN DEL CEMENTO

PORTLAND MICROESTRUCTURA DEL HORMIGÓN [diapositiva]. Madrid. Azul y

blanco. Texto en español. 53 p.

NEVILLE, A. Properties of concrete, Prentice Hall, (México). 1996.

120

NTC 220. Determinación de la resistencia de morteros de cemento hidráulico a la compresión, usando cubos de 50 mm o 2 in de lado. RAMÍREZ, J. L., BARCENA, J. M. Y URRETA, J. I. Arenas calizas para la confección de hormigones: influencia de sus finos calizos y arcillosos a nivel de morteros. 1985. ROMO PROAÑO, M. Fundamentos del hormigón simple. Escuela Politécnica del Ejército de Ecuador. (Ecuador). 2009. TORRES OSPINA, Andrés Hermes. Valoración de las propiedades mecánicas del Asfalto Modificado con grano de llanta reciclado. Trabajo de grado. Ingeniería Civil Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. Facultad de Ingenieria,2014.

Sika Colombia. Mercados. Tomado el día 10 de septiembre [En línea]. Disponible en Internet: https://col.sika.com/es/sika-colombia/Aboutus/SikaProfile/target-markets.html.html.

121

ANEXOS

122

ANEXO A

EVIDENCIA DE LA HOJA TÉCNICA DEL PRODUCTO PISO COMERCIAL N° 1

124

ANEXO B.

EVIDENCIA DE LA HOJA TÉCNICA DEL PRODUCTO PISO COMERCIAL N° 2

126

ANEXO C.

EVIDENCIA DE LOS RESULTADOS DE LA PRUEBA DE CONTRACCIÓN

127

ANEXO D.

EVIDENCIA DE LOS RESULTADOS DE LA PRUEBA TABER TEST

128

ANEXO E.

EVIDENCIA DE LOS RESULTADOS DE LA PRUEBA FLUJO LIBRE

129

ANEXO F.

EVIDENCIA DE LOS RESULTADOS DE LA PRUEBA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

130

ANEXO G.

EVIDENCIA DE LA PRUEBA DE ADHERENCIA

evaluaciÓn del efecto de diferentes morteros sobre...

Documents