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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
“DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE BLOQUES DE CEMENTO PORTLAND TIPO I FABRICADOS CON ARENA BLANCA Y PAPEL RECICLADO
SIGUIENDO LAS NORMAS COVENIN 42-82”
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
REALIZADO POR LOS BACHILLERES:
Br. KETCHUM DÍAZ, PAÚL ANDRÉS
Br. PAZ BARALT, TULIO IGNACIO
TUTOR ACADÉMICO:
Prof.: ING. EURO LOZANO
MARACAIBO, ENERO DE 2011
DERECHOS RESERVADOS
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
“DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE BLOQUES DE CEMENTO PORTLAND TIPO I FABRICADOS CON ARENA BLANCA Y PAPEL RECICLADO
SIGUIENDO LAS NORMAS COVENIN 42-82”
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
REALIZADO POR LOS BACHILLERES:
Br. KETCHUM DÍAZ, PAÚL ANDRÉS
C.I: 18.662.671
Br. PAZ BARALT, TULIO IGNACIO
C.I: 17.952439
TUTOR ACADÉMICO:
Prof.: ING. EURO LOZANO
C.I: 4.324.539
MARACAIBO, ENERO DE 2011
DERECHOS RESERVADOS
“DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE BLOQUES DE CEMENTO PORTLAND TIPO I FABRICADOS CON ARENA BLANCA Y PAPEL RECICLADO
SIGUIENDO LAS NORMAS COVENIN 42-82”
Paúl Andrés Ketchum Díaz Tulio Ignacio Paz Baralt
C.I: 18.662.671 C.I: 17.952.439
Ave. 2 #3C-70. Calle 67 con ave. 3D-3
[email protected] [email protected]
TUTOR ACADEMICO
ING. EURO LOZANO
C.I: 4.324.539
DERECHOS RESERVADOS
Este Jurado aprueba el Trabajo Especial de Grado “DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE BLOQUES DE CEMENTO PORTLAND TIPO I FABRICADOS CON ARENA BLANCA Y PAPEL RECICLADO SIGUIENDO LAS NORMAS COVENIN 42-82”, que los bachilleres KETCHUM DÍAZ, PAÚL ANDRÉS y PAZ BARALT, TULIO IGNACIO, presentan para optar al título de INGENIERO CIVIL.
JURADO EXAMINADOR
ING. EURO LOZANO
C.I: 4.324.539
ING. LORETA SANTILLI ING. TOMÁS JIMÉNEZ
C.I: 5.758.721 C.I: 17.568.178
JURADO JURADO
ING. NANCY URDANETA
C.I: 5.818.597
DIRECTORA DE LA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
ING. OSCAR URDANETA
C.I: 4.520.200
DECANO DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA
DERECHOS RESERVADOS
Dedicatoria
DERECHOS RESERVADOS
DEDICATORIA
A Dios.
A mis abuelos en especial a Lelo.
A mis padres y hermanos.
A mis amigos y compañeros.
A todos ustedes.
Paúl A. Ketchum D.
DERECHOS RESERVADOS
DEDICATORIA
En primer lugar a Dios, por estar siempre conmigo y mi familia y, darme fuerza y salud
para finalizar este Trabajo Especial de Grado.
A toda mi familia, en especial a mi papa que no puede estar conmigo compartiendo
este logro que es suyo también pero sé que está presente en cada momento de mi vida
y me enseñó a ser responsable, consecuente y plasmó sus valores en mi, los cuales
me hacen el hombre que soy hoy en día, a mi mamá que siempre me ha ofrecido su
cariño incondicional e inculcó los valores que hoy me hacen una gran persona y a mis
hermanas por su ayuda en todo momento y apoyo incondicional.
A mis amigos que de una u otra forma aportaron a través de su amistad y buenos
deseos.
A todos los profesores de la Universidad Rafael Urdaneta con los cuales tuve la
oportunidad y privilegio de absorber parte de su sabiduría y conocimientos, que ahora
usaré como profesional.
Tulio I. Paz B.
DERECHOS RESERVADOS
Agradecimientos
DERECHOS RESERVADOS
AGRADECIMIENTOS
A Dios por darme la fuerza, el valor, el conocimiento y el entusiasmo necesario para
poder culminar con éxito tanto la carrera como este Trabajo Especial de Grado.
A mi familia entera, pero en especial a mis padres, mis hermanos y mi novia, por
depositar su confianza en mí siempre y ser un constante apoyo en todos los momentos
de mi vida.
A mis amigos de la infancia, como a todos los amigos y compañeros que he tenido a lo
largo de todas las materias cursadas en la carrera. Ellos han sido una fuente de
conocimiento y valor.
A las empresas GEOTECNIA C.A, y POZO HONDO C.A, y a todo su personal quienes
siempre brindaron ayuda en lo que fuese necesario, y pusieron a nuestra disposición
todas sus herramientas, equipos y recursos.
A los Ing. Euro Lozano, Ing. José Salazar y al Sr. Nelio Fernández quienes a lo largo
de la investigación ejercieron como nuestros tutores, transmitiendo todo el
conocimiento que estuviera al alcance de ellos obtenido a lo largo de sus largas
experiencias profesionales.
A todos los profesores de la URU ya que de cada uno logre obtener una riqueza para
mi formación y aprender algo útil, en especial a las profesoras Ing. Ángela Finol e Ing.
Nancy Urdaneta, así como a su asistente Jhoanna Carrillo.
A todos ellos que hicieron este trabajo posible...GRACIAS!!
Paúl A. Ketchum D.
DERECHOS RESERVADOS
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar a Dios, por estar siempre conmigo y permitirme estar en condiciones
saludables y con fuerza para finalizar este Trabajo Especial de Grado.
A nuestro Tutor de tesis, el Ingeniero Euro Lozano, por ayudarnos durante el desarrollo
de esta investigación y ofrecernos su asesoría profesional con sus más sinceras
buenas intenciones.
Al Ingeniero José Salazar, Director General de GEOTECNIA, cuya asesoría nos ayudó
de una forma considerable y nos sirvió de guía durante la realización de este Trabajo
Especial de Grado, y además, por facilitarnos las instalaciones de dicha empresa, y a
todo su personal que siempre estuvo a disposición para ayudarnos.
Al Sr. Nelio Fernández quien nos ayudó con su experiencia en la fabricación de
bloques y conocimientos acerca de la temática principal de este proyecto.
A nuestra Directora de Escuela, la Ingeniero Nancy Urdaneta, su asistente Jhoanna
Carrillo y la profesora Ing. Angela Finol por ofrecernos su ayuda cuando la
necesitamos.
Al profesor Ingeniero Carlos Sandoval por su asesoría profesional.
Tulio I. Paz B.
DERECHOS RESERVADOS
ÍNDICE GENERAL
Pagina
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………...……22
CAPÍTULO I “EL PROBLEMA”
1.1 Planteamiento del problema……………………………………………………………..25
1.2 Objetivos de la investigación……………………………….……………………………26
1.2.1 Objetivos generales………………………………………………………...…26
1.2.2 Objetivos específicos………………………………………….………………26
1.3 Justificación e Importancia………………………………………………………………27
1.4 Delimitación…………………………………………………………………………….…27
1.4.1 Delimitación especial…………………………………………………………27
1.4.2 Delimitación temporal………………………………………..…….…………28
1.4.3 Delimitación científica…………………………………………………..……28
CAPÍTULO II “MARCO TEÓRICO”
2.1 Antecedentes………………………………………………………………………..……30
2.2 Fundamentos teóricos……………………………………….………………..…………32
2.2.1 Cemento……………………………………………..………………..…………32
2.2.2 Cemento Portland…………………………………….…….………..…………32
2.2.2.1 Clasificación de los cementos Portland………………….…………33
2.2.3 Papel reciclado………………………………………………………..……...…35
2.2.3.1 El papel reciclado y sus fases……………………………....………36
2.2.3.2 Fases del proceso de reciclaje…………….……………..…………36
2.2.3.3 Propiedades del papel reciclado…………………………..……..…37
2.2.4 Arena Blanca de playa o rio………………………………………..……….…38
2.2.5 Bloques de cemento………………………………………………...……….…39
DERECHOS RESERVADOS
2.2.5.1 Clasificación de los bloques…………………………………………41
2.2.5.2 Requisitos que debe cumplir un bloque……………………………42
2.2.5.3 Sistemas de calidad en las fases de producción de bloques…....42
2.2.6 Ensayo para la determinación de propiedades de los bloques……………43
2.2.6.1 Ensayo sometido a esfuerzo de compresión………………………43
2.2.6.2 Ensayo de absorción de agua…………………………………….…48
2.2.6.3 Ensayo de resistencia contra fuego del bloque……………………50
2.3 Definición de términos básicos………………………………………………….………52
2.4 Sistema de variables……………………………………………………………...………54
2.4.1 Variable………………………………..…………………………………………54
2.4.2 Definición conceptual………………………………….………….……………54
2.4.3 Definición operacional…………………………………………….……………55
2.4.4 Cuadro de operacionalizacion de variables……………….…………………55
CAPÍTULO III “MARCO METODOLÓGICO”
3.1 Tipo de investigación……………………………………………………………..………58
3.2 Diseño de la investigación………………………………………………….……………59
3.3 Población………………………………………………………………………………..…59
3.4 Muestra……………………………………………………………………………..………59
3.5 Muestreo……………………………………………………………………………………60
3.6 Técnicas de recolección de datos………………………………………….……………60
3.7 Procedimiento metodológico…………………………………………………..…………62
CAPÍTULO IV “ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN DE LOS RESULTADOS”
4.1 Proceso de elaboración……………………………………………………………..……66
4.1.1 Amasado…………………………………………………………………………66
4.1.2 Moldeo……………………………………………………………………………67
4.1.3 Secado…………………………………………………………………...………67
4.2 Proceso de dosificación…………………………………………………….……………67
DERECHOS RESERVADOS
4.2.1 Papel reciclado………………………………………………….………………67
4.2.2 Cemento Portland Tipo I……………………………….………………………68
4.2.3 Agua………………………………….………………………………………..…68
4.2.4 Arena Blanca………………………………..……………………..……………68
4.3 Dosificación de agregados para cada tipo de muestras………………………………69
4.4 Ensayos………………………………………………………………………………….…71
4.4.1 Ensayo de resistencia de compresión…………………..……………………72
4.4.2 ensayo de absorción de agua…………………………………………………84
4.4.3 Ensayo de resistencia al fuego……………………………………..…………89
4.5 Análisis de precios unitarios del bloque…………………………………..……………92
4.6 Impacto ecológico…………………………………………………………………………95
CONCLUSIONES……………………………………………………………………………...99
RECOMENDACIONES……………………………………………………………..……….102
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………….……………………………105
ANEXOS………………………………………………………………………………………108
DERECHOS RESERVADOS
ÍNDICE DE TABLAS
Pagina
Tabla N°1. Límites de granulometría de arena blanca……………………………………39
Tabla N°2. Clasificación de los bloques según sus dimensiones.………………………40
Tabla N°3. Clasificación de bloques según su resistencia a la compresión……………48
Tabla N°4. Clasificación de bloques según se absorción.……………………………..…50
Tabla N°5. Clasificación de bloques según su resistencia al fuego.………………….…52
Tabla N°6. Cuadro de operacionalización de variables………………………………...…56
Tabla N°7. Dosificación para Mezcla tipo A.…………………………………………….….69
Tabla N°8. Ficha técnica de elaboración de la Mezcla tipo A.……………………………69
Tabla N°9. Dosificación para Mezcla tipo B.………………………………………………..60
Tabla N°10. Ficha técnica de elaboración de la Mezcla tipo B.………………….…….…70
Tabla N°11. Dosificación para Mezcla tipo C.………………………………………………70
Tabla N°12. Ficha técnica de elaboración de la Mezcla tipo C.…………………….……70
Tabla N°13. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 días.……………………………………72
Tabla N°14. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 7 días…………….…72
Tabla N°15. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 días………………………………….…73
Tabla N°16. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 7 días.………………73
Tabla N°17. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 días.……………………………………74
Tabla N°18. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 7 días…………….…74
Tabla N°19. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 28 días………………………………......75
Tabla N°20. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 28 días…………...…75
DERECHOS RESERVADOS
Tabla N°21. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 28 días…………………………………...76
Tabla N°22. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 28 días…………...…76
Tabla N°23. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 28 días……………………………...……77
Tabla N°24. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 28 días……………...77
Tabla N°25. Comparación con resultados de resistencia a la compresión con otros
bloques.…………………………………………………………………………………………82
Tabla N°26. Comparación con resultados de absorción de agua con otros
bloques………………………………………………………………………………………….87
Tabla N°27. Resultado de la Resistencia al fuego en la cara expuesta a la llama de las
Muestras A, B y C……………………………………………………………………………..90
Tabla N°28. Resultado de la Resistencia al fuego en la No cara expuesta a la llama de
las Muestras A, B y C…………………………………………………………………………91
Tabla N°29. A.P.U del bloque Muestra Tipo A……………………………………………..93
Tabla N°30. Pesos unitarios y por mt2 de pared por cada tipo de bloque ….………..94
Tabla N°31. Comparación del peso de una losa nervada por metro cuadrado utilizando
diferentes tipos de bloques ……………………………………………………………...…..94
Tabla N°32. Dosificación para la elaboración de un bloque Arena/cemento …………96
Tabla N°33. Comparación del volumen de material necesario para producir la cantidad
de bloques requerida para una vivienda de 80 mts2 …………………………….………..97
DERECHOS RESERVADOS
ÍNDICE DE FIGURAS
Pagina
Figura N°1. Dimensiones de un bloque…………………………………………………….40
Figura N°2. Maquina DigimaxPlus utilizada para el ensayo a compresión……………..47
Figura N°3. Idealización de la carga aplicada en ambos sentidos………………………71
DERECHOS RESERVADOS
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Grafico N°1. Grafico N°1. Resistencia a la compresión de las Muestras A, B y C con la
carga aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 y 28 días.………………………78
Grafico N°2. Proyección de la resistencia a la compresión de las Muestras A, B y C con
la carga aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 y 28 días…………………….79
Grafico N°3. Resistencia a la compresión de las Muestras A, B y C con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a los 7 y 28 días………………………..80
Grafico N°4. Proyección de la resistencia a la compresión de las Muestras A, B y C con
la carga aplicada en sentido perpendicular a las celdas a los 7 y 28
días……………………………………………………………………………………………...81
Grafico N°5. Comparación de los resultados de resistencia a la compresión con
respecto a la de otros bloques…………………………………………………………….…83
Grafico N°6. Resultados del Porcentaje de Absorción de agua de las Muestras A, B y
C…………………………………………………………………………………………………85
Grafico N°7. Resultados del Porcentaje de Absorción de agua de las Muestras A, B y
C…………………………………………………………………………………………………86
Grafico N°8. Comparación de los resultados de porcentaje de absorción de agua con
respecto al de otros bloques…………………………………………………………….……88
Grafico N°9. Resultados ensayo de resistencia al fuego de las Muestras A, B y C en
cara expuesta……………………………………………………………………………..……90
Grafico N°10. Resultados ensayo de resistencia al fuego de las Muestras A, B y C en
cara no expuesta………………………………………………………………………………91
DERECHOS RESERVADOS
ÍNDICE DE ANEXOS
Pagina
Anexo N°1. Elaboracion Muestra Tipo A…………………………………………………..108
Anexo N°2. . Elaboración Muestra Tipo A (moldeo)…………………………………...…108
Anexo N°3. Molde de 15 de cm de ancho utilizado para la fabricación de todos los
bloques………………………………………………………………………………….…….109
Anexo N°4. Parte de la muestra total en proceso de fraguado…………………………109
Anexo N°5. Acabado de la Muestra Tipo B recién moldeada………………………..…110
Anexo N°6. Mezcla durante el mezclado en trompo………………………………..……110
Anexo N°7. Registro de pesos y dimensiones de cada muestra………………..…..…111
Anexo N°8. Ensayo a compresión a los 7 días………………………….………………..111
Anexo N°9. Deformacion de la Muestra Tipo A una vez sometida a compresión……112
Anexo N°10. Bloque B-6 roto a compresión a los 7 días……………….……….………112
Anexo N°11. Bloque B-20 roto a compresión a los 28 días……………………….….…113
Anexo N°12. Bloque A-19 fracturado por carga a la compresión……………………….113
Anexo N°13. Muestras sumergidas durante 24 horas para el ensayo de absorción…114
Anexo N°14. Introduccion de muestras en el horno……………………………………...114
Anexo N°15. Horno ventilado para el secado de las muestras…………….......…..…..115
Anexo N°16. Ensayo de resistencia al fuego……………………………………….….…115
Anexo N°17. Comportamiento de la Muestra Tipo A ante el fuego………………...…..116
Anexo N°18. Bloque de Arena/Cemento sometido a ensayo de compresión. ……….116
DERECHOS RESERVADOS
Ketchum Díaz, Paul Andrés y Paz Baralt, Tulio Ignacio, “Determinación de las propiedades de bloques de cemento portland tipo I fabricados con arena blanca y papel reciclado siguiendo las normas Covenin 42-82”, Trabajo Especial de Grado para optar al Título de Ingeniero Civil, Universidad Rafael Urdaneta, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Civil, Maracaibo, Venezuela, 2010.116 p.
RESUMEN
El siguiente proyecto de carácter descriptivo tiene como objetivo, contribuir en la búsqueda de soluciones al problema de la vivienda de los sectores de menores ingresos, generando viviendas flexibles, económicas y de gran maniobrabilidad a la hora del montaje. Este proceso de investigación realizado, tiene como premisas, las experiencias obtenidas, selección de materiales, y sobre todo el factor económico que afecta a gran parte de la población Venezolana, por lo que se plantea como solución el uso de tecnologías apropiadas y sustentables que aporten métodos y técnicas de elaboración de viviendas al más bajo costo. Tal es el caso del papel, el cual es un material liviano, reciclable, de cómodo manejo y que presenta características físico-mecánicas adaptables a ciertos usos para dar aportes en la construcción. La idea central se basa en la determinación de las propiedades de un bloque elaborado con cemento, arena blanca, y papel reciclado, a través de la realización de los ensayos pertinentes que ayudaron a estipular valores los cuales comparamos posteriormente con las normas respectivas que rigen ésta área de la construcción, analizando sus ventajas y desventajas a la hora de incorporarlo en sistemas constructivos, análisis de costos e impacto ecológico, teniendo como base fundamental un producto innovador, versátil, y económico, siendo una alternativa que da respuesta a la problemática de la vivienda en Venezuela. Los resultados obtenidos permitieron concluir que los bloques estudiados poseen baja resistencia a la compresión, siendo esta menor cuando la carga es aplicada en sentido perpendicular a las celdas. El ensayo de absorción de agua arrojo un porcentaje promedio demasiado alto sobrepasando los límites establecidos por la norma. Por otro lado en el ensayo de resistencia al fuego se obtuvieron valores satisfactorios ya que el bloque no sufrió ningún tipo de daño considerable que limitara su uso en este aspecto.
Palabras claves: Papel reciclable, Ensayo a compresión, mampostería.
Paul Andrés Ketchum Díaz.: correo: [email protected]
Tulio Ignacio Paz Baralt.: correo: [email protected]
DERECHOS RESERVADOS
Ketchum Díaz, Paul Andrés and Paz Baralt, Tulio Ignacio, “DETERMINATION OF PROPERTIES OF PORTLAND CEMENT BLOCKS TYPE I MADE WITH RECYCLED PAPER AND WHITE SAND ACCORDING TO THE COVENIN NORMATIVE 42-82” Special Degree Project to obtain the title of Civil Engineer, Universidad Rafael Urdaneta, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Civil, Maracaibo, Venezuela, 2010. 116 p.
ABSTRACT
The purpose of the following descriptive project is to contribute in finding solutions to the housing problem, especially for lower income sectors, creating a flexible, economic and practical solution for home-builders. This research process is premised on the experiences learned, materials selection, and economic factor that affects much of the Venezuelan population. Certainly, the method of Portland cement blocks made with recycled paper and white sand, it can be employed not only as a sustainable technology, but also as an innovative method for producing low-cost homes. In this project we used sustainable resources such as paper, which is a lightweight, a fast-recyclable and a multitask material that could make easier the home building process. bottom line of the project is to of diverse tests that helped to provide different data. Subsequently, the tests results are compare with construction norm standards. Afterward, the project reflects a benchmark analysis, which emphasizes the material advantages and disadvantages with other materials at the time of incorporation into building systems. Also, there are different cost analysis studies and environmental impact studies. In short, the test results showed some positive and negative facts. Firstly, the test results demonstrated that the blocks studied have low resistance to compression, and is lower when the load is applied perpendicular to the cells. Secondly, the research proved that in most cases the water absorption surpassed the limits set by the construction norm standards. On the other hand, in the fire resistance test, values were satisfactory because the block did not suffer any substantial harm that would limit its use in this aspect.
Key words: Recycled paper, compression essay, masonry.
Paul Andrés Ketchum Díaz.: email: [email protected]
Tulio Ignacio Paz Baralt.: email: [email protected]
DERECHOS RESERVADOS
INTRODUCCIÓN
El alto costo de los materiales de construcción ha generado la búsqueda de
alternativas viables que garanticen la calidad, resistencia y durabilidad de los
elementos constructivos a elaborar. Cabe destacar que uno de estos materiales lo
constituye el bloque cuyo precio de venta al público se ha triplicado en los últimos tres
años. Este hecho se debe entre otras cosas al incremento del precio del cemento,
arena y otros agregados utilizados para garantizar un producto óptimo con las
características requeridas para sus diferentes usos.
En base a estas premisas, se planteó la necesidad de elaborar bloques de
cemento, arena blanca y papel reciclable, esto partiendo del hecho de que este
material proporciona una ventaja económica considerable con respecto al de la arena o
piedra picada, y además, posee características que lo hace más ligero que el bloque
convencional. La forma de lograr un bloque ligero y resistente consiste en hacer una
mezcla de cemento, arena blanca y papel reciclado donde estos se incorporen
obteniendo una buena consistencia en la misma.
Con la finalidad de determinar el diseño de mezcla apropiado se variarán las
dosificaciones de sus componentes con el propósito de analizar las resistencias,
esfuerzos, densidades, porcentaje de absorción y resistencia al fuego a través de
ensayos.
Un primer capítulo que consiste en todo lo que es el planteamiento del problema,
la justificación y la importancia de esta investigación, los objetivos tanto el general
como los específicos y por último todo lo que es referente a la delimitación de la
investigación.
Un segundo capítulo donde se exhibe todos los aspectos básicos y conceptuales
relacionados con el bloque de papel, y se describen todos los ensayos realizados para
DERECHOS RESERVADOS
determinar las propiedades de los bloques y en donde se expresa de forma explícita los
procedimientos a seguir para analizar los modos de falla y los resultados obtenidos.
Un tercer capítulo donde se presenta el Marco Metodológico; el cual incluye:
Tipo y Diseño de la investigación, Población y Muestra, Técnicas e Instrumentos de
Recolección de datos y Procedimiento Metodológico.
Un capítulo IV donde se procedió a presentar y analizar los resultados producto
de la investigación a través de una serie de ensayos y pruebas que permitieron
determinar las propiedades físicas y mecánicas de los elementos utilizados para la
construcción de bloques de papel.
Finalmente, se expresaron las conclusiones en las cuales se indica que el
bloque en estudio posee baja resistencia a la compresión y un muy alto porcentaje de
absorción de agua; mientras que su comportamiento ante el fuego es excelente.
Debido a estos resultados y lo atractivo e interesante que puede ser el producto se
manifiestan una serie de recomendaciones derivadas del estudio realizado donde se
indican algunas ideas que podrían servir para estudios futuros.
DERECHOS RESERVADOS
Capítulo I
DERECHOS RESERVADOS
CAPÍTULO I
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el ámbito de la construcción a nivel mundial la utilización de materiales para
la elaboración de elementos constructivos es de fundamental importancia debido a que
estos exhiben una atribución considerable en los agentes económicos y ecológicos que
se generan en este negocio.
Actualmente a nivel mundial se está viviendo una situación económica difícil, y
esto ha despertado un considerable interés en los ingenieros por generar nuevos
métodos de construcción sustentables con el propósito de minimizar tanto los costos
que se conciben en proyectos de esta índole como la afectación al medio ambiente ya
que existe en el mundo una situación crítica donde la deforestación de árboles y la
emisión de gases por parte de las industrias es cada vez mayor.
En Venezuela siempre se ha observado un incremento desmedido de la
población, lo cual ha contribuido a la construcción de viviendas de mampostería en
condiciones inseguras estructuralmente, esto es debido al uso inadecuado que se le da
a los materiales. Hasta los años 50 casi todas las paredes fueron construidas con
bloques de concreto, el cual era considerado el mejor material para ese momento,
aunado a esto, las paredes siempre se han utilizado solo como elemento divisorio de
ambiente sin cumplir en ningún momento la función de elemento resistente. En la lucha
por mejorar las condiciones de vida de nuestro país se han desarrollado técnicas de
materiales de construcción con criterios de máxima economía, que estén al alcance de
la población marginal, los cuales se han ido perfeccionando con el avance tecnológico.
A raíz de la problemática anteriormente planteada en el ámbito de la
construcción, se plantea la incorporación de una nueva técnica de fabricación de
bloques hechos a base de papel reciclado, cemento Portland de tipo I y arena blanca.
DERECHOS RESERVADOS
El papel al poseer características particulares entre las que destacan su liviano
peso, ser aislante de sonido y temperaturas, hacen que este sea una alternativa para
ser usado como material constructivo y cubrir todas las variables anteriormente
expresadas y generar una solución factible a dichas problemáticas.
Esto nos lleva a realizar los ensayos pertinentes para garantizar que estos
bloques cumplan con los requerimientos exigidos por la normativa y poder utilizarlos en
cualquier ámbito de la construcción.
1.2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.2.1. Objetivo general
- Determinar las propiedades de bloques de cemento portland tipo I fabricados
con arena blanca y papel reciclado siguiendo las normas COVENIN 42-82.
1.2.2. Objetivos específicos
- Elaborar bloques resistentes y de menor costo posible, utilizando una mezcla de
cemento portland tipo I, arena blanca y papel reciclado.
‐ Realizar todos los ensayos pertinentes a diferentes tipos de bloque con el diseño
de mezcla preestablecido para la determinación de sus propiedades mecánicas
y físicas.
‐ Estudiar el comportamiento del bloque sometido a diferentes temperaturas, y
exponiéndolo al medio ambiente.
‐ Analizar los costos producidos en la fabricación de dichos bloques.
‐ Estudiar el impacto ecológico que conllevaría la industrialización de dicho
bloque y su aplicación en sistemas constructivos.
DERECHOS RESERVADOS
1.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA
Es importante en la actualidad buscar soluciones que sean amigables con el
ambiente, ya sea por su consumo energético y de materia prima, como aislación
térmica y acústica.; así como sistemas constructivos nuevos, que le permita a los
ingenieros tener varias opciones a la hora de ejecutar un proyecto.
El papel como material cumple un factor determinante en la incentivación de
reciclaje en las comunidades. Debido a que en Venezuela la industria que se encarga
de este proceso es muy deficiente, se debe generar un producto basado en un
desarrollo sostenido en el tiempo que presente numerosas ventajas con respecto a su
trabajabilidad y peso.
En la presente investigación se determinara la factibilidad del mismo como
elemento constructivo analizando su costo dentro de este mercado dando a conocer las
características y propiedades del diseño de un bloque compuesto con cemento, arena y
papel reciclado, y de esta manera incentivar la colaboración del sector público y privado
en el establecimiento de programas que apoyen el proceso de reciclaje en la ciudad.
1.4. DELIMITACIÓN
1.4.1. Delimitación espacial
El presente trabajo especial de grado se llevará a cabo en los espacios del
Laboratorio de materiales y estudios de suelo GEOTECNIA C.A, y en la fábrica de
bloques POZO HONDO C.A, ambos ubicados en Maracaibo, Estado Zulia.
DERECHOS RESERVADOS
1.4.2. Delimitación temporal
Dicha investigación estará comprendida entre los meses de Enero de 2010 y
Diciembre del mismo año.
1.4.3. Delimitación científica
La delimitación científica estará regida por las distintas especificaciones para
bloques de construcción, establecidas en las normas COVENIN (Comisión Venezolana
de Normas Industriales), realizando todos los ensayos reflejados en dicha normativa,
así como otros que se consideren pertinentes con la intención de tener un registro más
amplio de las propiedades y comportamiento de dicho material.
DERECHOS RESERVADOS
Capítulo II
DERECHOS RESERVADOS
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES
En 2003, el Instituto de la Vivienda de la Universidad de Chile, desarrolló una
nueva tecnología utilizando materiales reciclados como una posible alternativa para la
ejecución de cerramiento de construcciones que fuesen resistentes, ecológicas,
económicas, livianas, y de buena aislación térmica. Consiste en mezclar cemento
portland común con polietileno expandido (anime) y papeles plásticos (residuos de
industria). A este diseño se le debe añadir agua y mezclarse hasta alcanzar una
consistencia uniforme, de manera que pueda ser utilizado para la construcción de
placas y cerramientos. Se llegó a la conclusión de que las placas desarrolladas
utilizando plásticos reciclados son una alternativa posible para la ejecución de
cerramientos de construcciones con las características anteriormente mencionadas; y
que debido a su bajo costo y tecnología simple son especialmente aptas para viviendas
de emergencia y construcciones de interés social, brindando condiciones de confort
superiores a otras soluciones tradicionales y mayor durabilidad.
“Diseño de un bloque compuesto de concreto ligero con polvo de aserrín”.
Trabajo Especial de Grado. Aura Pereira y Jenny Sánchez. Escuela de ingeniería civil.
Facultad de Ingeniería. Universidad Rafael Urdaneta. Maracaibo, Venezuela. 2006.
Dicha investigación surgió por la necesidad de presentar una alternativa a los
materiales de construcción existentes en el país utilizando materiales de la localidad,
como lo son la arena, el cemento y el aserrín. Se analizó el comportamiento de los del
diferentes tipos de muestra de mortero con el uso aserrín, tratando de demostrar que
estos adquieren una resistencia y esfuerzos aptos para ser implementados en el ámbito
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constructivo. Se determinó que con dicha muestra se obtiene un mayor rendimiento por
m2 ya que es más ligero que los bloques tradicionales; a su vez puede ser
implementado como elemento estructural o de mampostería; y se logró una
disminución del 3% con respecto al costo en el mercado.
“Diseño de un sistema constructivo de una vivienda elaborada con materiales
reciclados”. Sarita Lorena Bravo B. Escuela de arquitectura. Facultada de Ingeniería.
Universidad Rafael Urdaneta. Maracaibo, Venezuela 2006. Esta investigación se
enfocó en el crecimiento urbano de la ciudad de Maracaibo, el cual enfrenta desde
hace varios años un grave problema de gestión de los desechos. Con el propósito de
encontrar soluciones eficaces y económicamente factibles, surgió la necesidad de
reciclar estos desechos generados por la comunidad, creando un sistema constructivo
elaborado con materiales de desecho en un modelo de vivienda económico, que ayude
a disminuir el impacto causado al medio ambiente, y además con el propósito de
adecuar éste a las condiciones locales, mejorando la calidad de vida de la población y
generando una mejor planificación de nuestra ciudad. Se concluyó que debido a la gran
cantidad de desechos generados en la ciudad, se llevó a cabo un proceso de
recuperación de dos de los materiales con mayor desperdicio, como lo son el papel y el
cartón, para crear diferentes prototipos de paneles que puedan ser utilizados como
elementos constructivos en una vivienda.
Como se puede ver, desde hace varios años se vienen realizando
investigaciones y estudios sobre nuevos métodos constructivos. Sin embargo existe
una relación entre ellas, todas intentan estudiar nuevos materiales, buscar nuevos
procesos que sean innovadores y más importante aún, que se trate de procesos
sustentables, con materia prima que no afecte nuestro medio ambiente. Todos estos
antecedentes nos servirán de material de apoyo para el estudio de las propiedades y
factibilidad del bloque de cemento, arena y papeles reciclados.
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2.2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.2.1 Cemento
Se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con
agregados pétreos (árido grueso o grava, más árido fino o arena) y agua, crea una
mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece al reaccionar con el
agua, adquiriendo consistencia pétrea, denominado hormigón o concreto.
2.2.2 Cemento Portland.
Es el tipo de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación del
hormigón o concreto y se obtiene por la pulverización del clinker portland con la adición
de una o más formas de sulfato de calcio. Se admite la adición de otros productos
siempre que su inclusión no afecte las propiedades del cemento resultante. Todos los
productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clincker. Cuando el
cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de características
plásticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y endurece
progresivamente durante un período de varias semanas hasta adquirir su resistencia
característica.
La condición que define al cemento portland es la de un rápido endurecimiento y
elevada resistencia al mezclarse con una adecuada cantidad de agua y la
inalterabilidad de su masa en trabajo dentro del agua. Hasta ahora el cemento Portland
en su condición de aglomerante no ha sido sustituido. El proceso de las investigaciones
científicas ha traído como consecuencia el mas intimo conocimiento de las estructuras
cristalinas y las propiedades físicas del cemento durante su endurecimiento.
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Sobre el comportamiento de los compuestos en equilibrio, durante el proceso de
hidratación, se ha considerado que el resultado es una cristalización con extensiones
coloide, en cuya reacción interviene favorablemente el calor desprendido durante el
proceso de endurecimiento.
2.2.2.1. Clasificación de los cementos Portland.
-Tipo, nombre y aplicación
I: Normal. Para uso general, donde no son requeridos otros tipos de cemento.
IA: Normal. Uso general, con inclusor de aire.
II: Moderado. Para uso general y además en construcciones donde existe un moderado
ataque de sulfatos o se requiera un moderado calor de hidratación.
IIA: Moderado. Igual que el tipo II, pero con inclusor de aire.
III: Altas resistencias. Para uso donde se requieren altas resistencias a edades
tempranas.
IIIA: Altas resistencias. Mismo uso que el tipo III, con aire incluido.
IV: Bajo calor de hidratación. Para uso donde se requiere un bajo calor de hidratación.
V: Resistente a la acción de los sulfatos. Para uso general y además en construcciones
donde existe un alto ataque de sulfatos.
-Tipo I: Este tipo de cemento es de uso general, y se emplea cuando no se requiere de
propiedades y características especiales que lo protejan del ataque de factores
agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de hidratación.
Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento están: pisos, pavimentos,
edificios, estructuras, elementos prefabricados.
-Tipo II: El cemento Portland tipo II se utiliza cuando es necesario la protección contra
el ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje, siempre
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y cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a lo normal, pero
sin llegar a ser severas (En caso de presentarse concentraciones mayores se
recomienda el uso de cemento Tipo V, el cual es altamente resistente al ataque de los
sulfatos). Genera normalmente menos calor que el cemento tipo I, y este requisito de
moderado calor de hidratación puede especificarse a opción del comprador. En casos
donde se especifican límites máximos para el calor de hidratación, puede emplearse en
obras de gran volumen y particularmente en climas cálidos, en aplicaciones como
muros de contención, pilas, presas, etc. La Norma ASTM C 150 establece como
requisito opcional un máximo de 70 cal/g a siete días para este tipo de cemento.
-Tipo III: Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7
días. Esta propiedad se obtiene al molerse el cemento finamente. Su utilización se
debe a necesidades específicas de la construcción, cuando es necesario retirar
cimbras lo más pronto posible o cuando por requerimientos particulares, una obra tiene
que ponerse en servicio muy rápidamente, como en el caso de carreteras y autopistas.
-Tipo IV: El cemento Portland tipo IV se utiliza cuando por necesidades de la obra, se
requiere que el calor generado por la hidratación sea mantenido a un mínimo. El
desarrollo de resistencias de este tipo de cemento es muy lento en comparación con
los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV están dirigidos
a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo grandes presas. La
hidratación inicia en el momento en que el cemento entra en contacto con el agua; el
endurecimiento de la mezcla da principio generalmente a las tres horas, y el desarrollo
de la resistencia se logra a lo largo de los primeros 30 días, aunque éste continúa
aumentando muy lentamente por un período mayor de tiempo. En la fabricación del
cemento se utilizan normalmente calizas de diferentes tipos, arcillas, aditivos -como el
mineral de hierro cuando es necesario- y en ocasiones materiales silicosos y
aluminosos. Estos materiales son triturados y molidos finamente, para luego ser
alimentados a un horno rotatorio a una temperatura de 1,400 grados centígrados y
producir un material nodular de color verde oscuro denominado CLINKER.
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-Tipo V: Muy similar al anterior, pero con menos porcentaje de aluminato y mayor
porcentaje de silicato tricalcico, para su aplicación en concretos que deben estar
sometidos a la acción de sulfuros.
2.2.3 Papel reciclado
El papel es una estructura obtenida en base a fibras vegetales de celulosa, las
cuales se entrecruzan formando una hoja resistente y flexible. Estas fibras provienen
del árbol y, según su longitud, se habla de fibras largas de aproximadamente 3
milímetros (generalmente obtenidas de pino insigne u otras coníferas) o de fibras cortas
de 1 a 2 milímetros (obtenidas principalmente del eucalipto). Según el proceso de
elaboración de la pulpa de celulosa, ésta se clasifica en mecánica o química, cada una
de las cuales da origen a diferentes tipos de papel en cuanto a rigidez y blancura.
Dependiendo del uso final que se le dará al papel, en su fabricación se utiliza
una mezcla de los diferentes tipos de fibras, las que aportarán sus características
específicas al producto final. Así, un papel para fabricar sacos de cemento en que su
resistencia es muy importante, se fabrica con fibras largas, en cambio un papel para
escribir, en que su resistencia no es un atributo clave, pero si su formación, textura y
opacidad, se fabrica principalmente con fibras cortas.
Dentro de las tendencias actuales, las que se enmarcan dentro del crecimiento
sustentable, el reciclado de papel ha tomado hoy una importancia preponderante y es
así como los últimos proyectos de papel para periódicos, papeles para corrugar e
incluso papel para sacos se están produciendo con materia prima reciclada, logrando
valores semejantes a los productos vírgenes.
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2.2.3.1 El papel reciclado y sus fases
El reciclaje de papeles se inicia con la recolección, en zonas urbanas, de
papeles y cartones usados para transformarlos en nuevos productos. El material
recolectado es destinado a la industria, donde se le separan las fibras vegetales de las
impurezas.
2.2.3.2. Fases del proceso de reciclaje
- Recolección: empresas intermediarias compran el material a recolectores
individuales.
- Clasificación: las empresas que recuperan los papeles los clasifican en distintas
categorías, ya que cada tipo de papel servirá para producir un nuevo papel de
similares características. Los papeles blancos de escritura servirán a la
producción de nuevos papeles blancos para escribir; las cajas usadas de cartón
corrugado servirán para producir papeles color café para embalajes, etc.
- Enfardado: Papeles de diferentes categorías son prensados en grandes fardos;
cada uno de estos fardos contendrá un tipo específico de papel usado. Se tritura
el papel usado, se añade agua, se aplica los diferentes sistemas de depuración,
se blanquea (es necesario utilizar métodos mecánicos no agresivos,
descartando el blanqueo con productos químicos como el cloro) se escurre, se
deposita en rodillos, se seca y se corta.
- Almacenamiento: Los fardos son almacenados en las empresas clasificadoras, a
la espera de ser transportados a las fábricas de papel.
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- Transporte: Los fardos son transportados en camiones a las fábricas de papel
que usan el papel reciclado como materia prima.
- Tratamiento: Las impurezas son separadas y entregadas a otras industrias para
ser reprocesadas.
2.2.3.3. Propiedades del papel reciclado
Las propiedades del papel se pueden agrupar en propiedades mecánicas o de
resistencia y propiedades visuales o de presentación. Rigidez, resistencia y capacidad
de absorción de agua son características que convierten al papel en un material
apropiado para diversos usos.
En cuanto a la rigidez ésta depende de las fibras que forman el papel, ya que
como se digo anteriormente, un papel producido con mayor contenido de fibra larga
será más rígido que aquel fabricado con mayor cantidad de fibra corta. También el tipo
de pulpa de celulosa usado afecta la rigidez que tendrá el papel. En este caso, la pulpa
mecánica aporta más rigidez que la pulpa química. Otras propiedades mecánicas son
la resistencia al rasgado, la resistencia superficial y la resistencia a la absorción de
agua. Respecto a las propiedades visuales, se distinguen principalmente la blancura,
brillo, claridad y opacidad del papel.
Por último, otras propiedades importantes son el gramaje que indica el peso en
gramos por metro cuadrado de papel, la estabilidad dimensional que es la capacidad
del papel de mantener sus dimensiones originales al variar las condiciones ambientales
o al verse sometido a esfuerzos, y la humedad, que es el contenido de agua como
porcentaje del peso total del papel.
La fibra reciclada disminuye proporcionalmente la resistencia de la hoja final. Sin
embargo, el factor más importante en este aspecto es la fuente del reciclado, ya que
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esto determinará en la mayor parte de los casos la proporción de fibra secundaria a
incorporar en determinada calidad y clase de papel. Las fibras secundarias difieren de
las fibras vírgenes en que una gran proporción del material fibroso recuperado
constituye una mezcla de diversos tipos de fibras, y en que otros materiales utilizados
en las etapas de conversión y las fibras secundarias mismas han soportado varias
veces tratamientos mecánicos de secado y de envejecimiento. Las fibras recicladas
poseen en general bajas resistencias, debido a:
- Hornificación producida durante el primer secado, lo que reduce la capacidad de
unión interfibrilar.
- Acumulación de fibras cortadas y finos, producidos en los sucesivos repulpeos.
- Refinación inadecuada de la pulpa para evitar problemas de drenado.
- Acumulación de cargas (caolines, pigmentos, etc.), que aumentan el gramaje sin
contribuir a las resistencias.
- Acumulación de materiales extraños (aceites, almidón seco, resina/alúmina,
tintas etc.) que recubren a las fibras interfiriendo con las uniones.
- Debilitamiento de la flexibilidad de las fibras producido por los procesos a que
fueron sometidas.
2.2.4 Arena blanca de lago
Se entiende como producción de arena de lago el procesamiento o no de estos
materiales en tamizadoras, trituradoras y lavadoras ubicadas en las cercanías de
donde se extraen, en este caso su origen es exclusivamente del Lago de Maracaibo,
con el objeto de suministrar agregados para dicho trabajo. Estos agregados abarcan
normalmente partículas entre 4.75 y 0.075 mm.
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La arena del Lago de Maracaibo utilizada en la relación de las mezclas, la cual a
lo largo de la investigación la denominaremos como ‘arena blanca’, debe carecer de
materias orgánicas que alteren las propiedades del mismo bloque. En estado natural o
después de ser lavadas deberán cumplir las siguientes condiciones:
- La forma de los granos será redonda, rechazándose las arenas cuyos granos
tengan forma de laja.
- La arena pasará por un tamiz de apertura no superior a 1/3 de pulgada.
- Se limitará el contenido en finos de manera que el peso de arena que pase por
el tamiz 0.08 sea como máximo el 15% del peso total.
- El contenido total de materias perjudiciales (mica, yeso, descompuestos, piritas,
entre otros) no será superior al 2%.
La tabla N°1 indica los límites de granulometría admisibles de arena.
Tabla N°1. Límites de granulometría de arena blanca
CEDAZO % PASANTE
3/8 “ (9.51 mm.) 100
No. 4 (4.76 mm.) 85 – 100
No. 8 (2.38 mm.) 60 – 95
No. 16 (1.19mm.) 40 – 80
No. 30 (0.595 mm.) 20 – 60
No. 50 (0.297 mm.) 8 – 30
No. 100 (0.149 mm.) 2 - 10
Fuente: (Pereira y Sánchez 2006).
2.2.5 Bloques de concreto
La norma COVENIN 42-82 indica que un bloque es un elemento simple en forma
de paralelepípedo ortogonal, con perforaciones paralelas a una de las aristas
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elaborados con una mezcla de cemento Portland y agregados inertes inorgánicos
adecuados. Estos se encuentran clasificados en el mercado según sus dimensiones.
Ver tabla No. 2.
Tabla N°2. Clasificación de los bloques según sus dimensiones.
Denominación ordinaria
(cm.)
Dimensiones normales
(cm.)
Dimensiones Modulares
(cm.)
10 39 x 19 x 9 40 x 20 x 10
15 39 x 19 x 14 40 x 20 x 15
20 39 x19 x 19 40 x 20 x 20
25 39 x 19 x 24 40 20 x 25
30 39 x 19 x 29 40 x 20 x 30
Fuente: Covenin 42-82
En nuestro caso trabajaremos con la dimensión de 15 x 20 x 40, debido a que
disponemos de esta clase de molde únicamente. En la Figura N°1 se pueden apreciar
un bloque con las dimensiones a manejar,
Figura N°1. Dimensiones de un bloque
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2.2.5.1 Clasificación de los bloques.
Según la Norma COVENIN 42-82, los bloques se clasifican según:
a) Los agregados utilizados:
- Pesados: Bloques fabricados con agregados normales. El peso unitario
del concreto seco es mayor de 2000 Kg/m3.
- Semi-Pesados: Bloques fabricados con una mezcla de agregados
normales y livianos. El peso unitario del concreto seco en entre 1400
Kg/m3 y 2000 Kg/m3.
- Livianos: Bloques fabricados con agregados livianos. El peso unitario del
concreto seco es menor de 1400 Kg/m3.
b) Uso:
- Tipo A: Bloques para paredes de carga, expuestas o no a la humedad.
Clase A1: Para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y
expuestas a la humedad.
Clase A2: Para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y
no expuestas a la humedad.
- Tipo B: Bloque para paredes que no soportan cargas o para paredes
divisorias.
Clase B1: Para paredes expuestas a la humedad.
Clase B2: Para paredes no expuestas a la humedad.
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2.2.5.2 Requisitos que debe cumplir un bloque
La norma COVENIN 42-82, expresa que según su apariencia y acabado, los
bloques deben ser sólidos y libres de grietas con las siguientes especificaciones:
a) Para bloques tipo A: No deben presentar grietas paralelas a la carga. Si
aparecen imperfecciones estas no deben ser más del 5% del pedido, siempre y
cuando las grietas perpendiculares a la carga que aparezcan no tengan una
longitud mayor de 2.5 cm.
b) Para bloques Tipo B: Pueden presentar grietas menores producidas en la
fabricación o fragmentos producidos en el manejo.
2.2.5.3 Sistema de calidad en las fases de producción de bloques
Por motivos de control de calidad durante el proceso de construcción de los
bloques el fabricante deberá contar como mínimo con los siguientes pasos:
a) Dosificación: Control de las proporciones de los materiales:
- De las composiciones utilizadas en cada producto
- Proporciones controladas de los materiales
- Control de humedad de los materiales
- Ajustes en la dosificación, en caso de alteraciones en la materia prima.
b) Mezclado Mecánico: Control de homogeneidad.
‐ Tiempo y parámetros de la mezcla.
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‐ Control de humedad de la mezcla.
c) Producción: Moldeo y Compactación.
‐ Control del ciclo de producción.
‐ Control de los tiempos de compactación.
‐ Control de dimensiones de los bloques.
‐ Control visual del producto terminado.
d) Control de Calidad del Producto terminado (Autocontrol): Consiste en la
realización de los siguientes ensayos rigiéndose por las normas Covenin 42-82.
2.2.6 Ensayos para la determinación de propiedades de los bloques
Para la determinación de las propiedades de los bloques, se deben realizar una
serie de ensayos que se nombran a continuación.
2.2.6.1 Ensayo sometido a esfuerzo de compresión
Los bloques, luego de ser convenientemente curados por métodos aprobados,
deben poseer una resistencia que está indicada dentro de la norma Covenin 42-82, la
cual será medida a través de los ensayos a compresión.
Este ensayo debe realizarse con una máquina de prensa hidráulica, la cual debe
producir la rotura de las probetas. En el momento de ruptura se mide el esfuerzo al que
está siendo sometida, y ese valor es la capacidad de carga que soporta el bloque a la
compresión.
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a) Equipos utilizados para el ensayo a la compresión:
- Máquina: Debe estar provista de dos platos de carga, uno de estos debe
ir montado sobre una rótula esférica, preferiblemente el que se apoya
sobre la parte superior del bloque de ensayo.
- Platos de carga: De acero con una dureza no inferior a 60 Rc (620 BHN),
de superficie lisa con una tolerancia de 0.25mm. y un diámetro de 15cm.;
el centro de la superficie esférica de la rótula debe coincidir con el del
plato correspondiente.
- Placas adicionales: También deben ser de acero con una dureza mayor o
igual a 60 Rc (620 BHN), un espesor de 1/3 de la distancia existente entre
el borde del plato de carga a la esquina más distante del bloque de
ensayo, en ningún caso el espesor de la placa debe ser menor de
12,7mm. y serán colocadas entre el bloque y los platos de carga, después
que el centro de gravedad del bloque ha sido alineado con el eje de los
platos de carga y por consiguiente con el centro de la superficie esférica
de la rótula en el plato de carga correspondiente.
b) Preparación de la muestra:
Las superficies de los bloques de ensayo donde se va aplicar la carga, se deben
cubrir con una capa o cubierta de acuerdo a uno de los métodos especificados a
continuación:
Compuesto de Yeso especial: Se prepara una pasta de yeso especial con una
resistencia no inferior a 245 Kg/cm2 al ser ensayadas en probetas cubicas de 5cm de
lado. Se esparce uniformemente esta pasta sobre una superficie rígida, plana con una
tolerancia de 0,08mm., no absorbente, soportada para que no produzca deflexiones
visibles durante el proceso y que ha sido ligeramente cubierto con aceite. Se apoya la
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cara que va a someterse a compresión, del bloque de ensayo, sobre la pasta y se
presiona firmemente hacia abajo con un solo movimiento, manteniéndolo
perpendicularmente a la superficie. El espesor promedio de la capa no debe der mayor
de 3,2mm. Una vez fraguada la pasta, no se permite la reparación, en este caso debe
removerse o reemplazarse la capa defectuosa.
Compuesto de material granular y sulfuroso: Se prepara una muestra con 40% a
60% de azufre y con arcilla quemada finamente molida o con cualquier otro material
inerte que pase el tamiz de 150mm. (No.100) con o sin plastificante. Se calienta la
mezcla sulfurosa en un recipiente con control termostático de temperatura, hasta
mantener la fluidez por un periodo razonable. Se debe tener cuidado para prevenir el
sobrecalentamiento y se debe remover el liquido en el recipiente inmediatamente antes
de ser usado. Mientras la muestra está en contacto con la superficie a cubrir se
esparce uniformemente sobre una superficie rígida, plana, con una tolerancia de
0,08mm., no obstante, soportada para que no produzca deflexiones visibles durante el
proceso. Se colocan en ellas 4 barras de acero cuadradas de 25mm, formando un
molde rectangular que tenga unas dimensiones interiores mayores de 12,7mm. que las
dimensiones del bloque de ensayo. Se llena este molde con la mezcla hasta una
profundidad de 6,4mm. y se apoya rápidamente la cara de compresión del bloque a
ensayar sobre la mezcla, manteniéndolo perpendicularmente a la superficie y se deja
hasta que solidifique la mezcla. Igual que en la otra condición una vez fraguada la
pasta, no se permite la reparación, en este caso debe removerse o reemplazarse la
capa defectuosa.
En caso de no contar con ninguna de las anteriores, es permitido utilizar gomas
de neopreno de 1.5 centímetros de grosor y que sean capaces de cubrir el área bruta
del bloque que recibirá la carga. Las láminas de neopreno se colocaran tanto en la
superficie expuesta a la carga como en el lado opuesto.
Si se trabaja con una maquina de compresión especial para ensayar cilindros de
concreto, se deberán colocar varias tabletas de madera que hagan el efecto de
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pirámide y que permita la transmisión de carga uniformemente distribuida en toda la
superficie del bloque donde se aplicara la misma. A su vez se colocara una sola tableta
en la superficie opuesta a la que recibe la carga. Ver Figura N°2
c) Condiciones del ensayo:
La capa o cubierta debe tener por lo menos 24 horas de colocada antes de
proceder al ensayo. En caso de que la capa o cubierta sea elaborada por un
compuesto sulfúrico, se tomará como mínimo un periodo de 2 horas después de
colocada para realizar el ensayo. En el caso utilizar el material de neopreno solo hace
falta la colocación.
d) Procedimiento:
Se colocan los bloques de ensayo de manera que la carga se aplique en la
misma dirección en que los pesos propios actúen sobre ellas en la construcción. Se
hace coincidir el centro de la superficie esférica de la rótula con el centro del plato de
carga que se va a poner en contacto con el bloque de ensayo. En caso de que la
superficie de los platos de carga no sea suficiente para cubrir el área de ensayo del
bloque, se utilizan las placas adicionales. Luego se aplica la carga a cualquier
velocidad hasta la mitad de la carga máxima supuesta, el resto de la carga debe
aplicarse gradualmente a una velocidad constante en un periodo que no sea menor de
un minuto, ni mayor de dos, de acuerdo a la máxima carga soportada.
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Figura N°2. Maquina DigimaxPlus utilizada para el ensayo a compresión.
e) Expresión de los resultados:
La resistencia a la compresión se calcula dividiendo la carga máxima soportada
en Kilogramos (Kg) por la superficie bruta del bloque expresada en centímetros
cuadrados (cm2).
Donde:
Esfuerzo a la compresión
Cm= Carga máxima soportada por el bloque
Sb= Superficie bruta, es el área completa de una sección del bloque
perpendicular a la dirección de la carga incluyendo los huecos del bloque.
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El resultado arrojado por los ensayos debe ser igual o mayor al 80% de los
valores especificados en la tabla No.3
Tabla N°3. Clasificación de bloques según su resistencia a la compresión.
TIPO DE BLOQUE
PROMEDIO DE 3
BLOQUES (kg/cm2)
MÍNIMO 1 BLOQUE
(kg/cm2)
Bloque estructural sometido
a la humedad
70
55
Bloque estructural No
sometido a la humedad
50
40
Bloque No estructural
sometido a la humedad
30
25
Bloque No estructural No
sometido a la humedad
30
25
Fuente: Covenin 42-82.
2.2.6.2 Ensayo de absorción de agua (COVENIN 42-82)
a) Equipos utilizados para el ensayo de Absorción de agua:
- Horno, ventilado, de tamaño adecuado, capaz de mantener una temperatura
de 110 5 °C.
- Balanza, de suficiente capacidad que permita pesar con una aproximación de
0,1%.
- Recipiente, de tamaño suficiente para contener la muestra cubierta de agua.
- Soporte, adecuado que quepa en el recipiente y permita mantener la muestra
libre de contacto con las paredes y el fondo.
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b) Materiales utilizados:
- Toallas absorbentes de tela o papel.
c) Condición del ensayo:
El agua debe ser destilada, de lluvia o de un acueducto cuyo uso se haya
comprobado que no afecta los resultados del ensayo.
d) Procedimiento:
Se sumergen las muestras completamente en agua durante 24 horas, a una
temperatura de 15 °C a 27 °C. Al cabo de esto, las muestras se deben sacar del agua,
secarse con las toallas absorbentes y pesarse inmediatamente. Posteriormente las
muestras deben meterse en el horno a una temperatura de 100 °C a 115 °C durante un
periodo no menor a 24 horas, hasta que dos pesadas sucesivas, efectuadas en
intervalos de dos horas, muestren una pérdida de peso no mayor de 0,2 % del peso
anterior.
e) Expresión de los resultados:
Una vez finalizado el ensayo, La absorción de agua del bloque se expresa como
un porcentaje del peso seco, y se calcula mediante la siguiente ecuación:
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Donde:
P1= Peso seco de cada muestra (grs).
P2= Peso de la muestra después de 24 horas sumergida. (grs).
A= El valor promedio del coeficiente de absorción, se calcula de las 3 muestras
de ensayo (%).
Según la Norma COVENIN 42-82, la máxima absorción determinada de acuerdo
al ensayo especificado para cada tipo de bloque, es la indicada en la tabla No. 4.
Tabla N°4. Clasificación de bloques según su porcentaje absorción de humedad.
TIPO DE BLOQUE PESADO
%
SEMIPESADO
%
LIVIANO
%
Bloque estructural
sometido a la humedad 14 16 12
Bloque estructural No
sometido a la humedad 14 16 12
Bloque No estructural
sometido a la humedad 14 16 12
Bloque No estructural
No sometido a la
humedad
- - 20
(-): No tiene ensayo de absorción.
Fuente: Covenin 42-82.
2.2.6.3 Ensayo de resistencia contra fuego del bloque. (ASTM E-84)
La seguridad al fuego en la construcción de edificios no siempre es tenida en
cuenta. Sin embargo representa un aspecto muy importante en la industria de la
construcción pues la pérdida de vidas a causa del fuego es mucho mayor que la debida
a problemas estructurales.
DERECHOS RESERVADOS
En el mercado estadounidense, se clasifican y prueban los productos según las
normas ASTM (Sociedad Americana de Comprobación y Materiales). En los materiales
se prueban y evalúa la propagación de las llamas y la producción de humo de los
bloques o metariales en estudio según la norma ASTM E-84 "Características de
incendio de la superficie de materiales de construcción". Se llega al establecimiento de
un índice de producción de humo y un índice de propagación de llamas según estos
resultados.
a) Procedimiento:
Para medir la resistencia al fuego se realiza el ensayo descrito en la norma
ASTM donde se emplea un equipo consistente en un horno donde se coloca el bloque
a ensayar.
En el interior del horno hay quemadores de gas que producen llamas simulando
un incendio. Sobre el bloque se colocan termo- cúpulas que miden la temperatura del
muro del lado interior (cara expuesta al fuego) y la del lado exterior (cara no expuesta).
Al encender los quemadores, el equipo regula las llamas de forma tal que la
temperatura de la cara expuesta siga una curva temperatura/ tiempo predeterminada,
simultáneamente se va midiendo la temperatura de la cara no expuesta. La
propagación de humos son medidos mediante medidores electrónicos de densidad de
humo y los valores de los resultados de llevan se expresan en múltiplos de 5.
El objetivo del ensayo es medir el tiempo transcurrido desde el encendido de los
quemadores hasta el momento que ocurra alguna de las alternativas indicadas a
continuación en donde se interrumpe el ensayo y se mide el tiempo transcurrido.
• El bloque se desmorona
• Se producen fisuras que permiten el paso de gases desde el interior del horno
DERECHOS RESERVADOS
• La temperatura de la superficie de la cara exterior del bloque (cara no
expuesta) alcanza los 160 °C.
b) Clasificación de los resultados:
Tabla N°5. Clasificación de bloques según su resistencia al fuego.
Índices máximos permitidos
Clase Extensión de llamas
(pies)
Desarrollo del humo
(%)
A 0 - 25 50
B 26 - 75 -
C 76 - 200 -
D 201 – 500 -
E + 500 -
Fuente: ASTM E-84.
2.3 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS
A continuación se presentan una serie de definiciones de términos básicos,
referente al contenido de este trabajo.
Absorción: Es el aumento del peso de un cuerpo solido poroso que resulta de la
penetración de un liquido en sus poros permeables, generalmente medida como
porcentaje del peso en seco o en kilogramos por metro cubico (kg/m3).
Adherencia: Es la característica que se genera entre el mortero y el bloque, la cual
depende de las propiedades de los mismos así como de su correcta colocación en
obra. Cabe destacar que una buena adherencia, produce una mayor resistencia en los
DERECHOS RESERVADOS
muros y una mayor impermeabilidad. Esta se obtiene de dividir el valor unitario
obtenido por la fuerza de rotura entre el área nominal de contacto.
Área Bruta: Es el área total de cara a cara del bloque incluyendo los huecos del mismo
de la sección perpendicular a la dirección de la carga.
Área Hueca: Es el área de los espacios abiertos moldeados en un bloque.
Área Neta: Es el área bruta de la sección menos el área neta.
Arena Blanca: Arena formada por trozos de roca. Originada mayormente de ríos y
playas, siendo su principal característica la granulometría fina.
Bloque: Elemento simple en forma de paralelepípedo ortogonal, con perforaciones
paralelas a una de las aristas elaborados con una mezcla de cemento Portland y
agregados inertes inorgánicos adecuados.
Cemento Portland: Es el tipo de cemento más utilizado como aglomerante para la
preparación del hormigón o concreto y se obtiene por la pulverización del clinker
portland con la adición de una o más formas de sulfato de calcio.
Compresión: Este esfuerzo se produce cuando una fuerza tiende a comprimir o
aplastar un miembro. Este esfuerzo se presenta en las columnas de edificaciones, así
como en algunas barras que conforman distintos tipos de armaduras.
Corte: Se produce un esfuerzo cortante cuando dos fuerzas iguales, paralelas y de
sentido contrario tienden a hacer resbalar, una sobre otra, las superficies contiguas del
miembro. Este esfuerzo que es muy común se presenta en la mayoría de los elementos
estructurales, y por ejemplo en vigas cabe señalar que existen 2 tipos de esfuerzo
cortante, el vertical y el horizontal.
Deformación: La deformación es el cambio de tamaño o forma que siempre sufre un
cuerpo que está sometido a una fuerza. Cuando las fuerzas son de compresión y de
tracción axial, las deformaciones son acortamientos o alargamientos, respectivamente.
Cuando una fuerza actúa en un miembro flexionándolo (como lo hacen las cargas en
las vigas), la deformación se llama flecha.
Flexión: tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una
dirección perpendicular a su eje longitudinal.
Fraguado: Cuando el cemento y el agua entran en contacto, se inicia una reacción
química exotérmica que determina el paulatino endurecimiento de la mezcla.
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Mampostería: Comprende las actividades y normas de ejecución necesaria para la
construcción de muros en ladrillos, bloques, piedra, calados o en celosías, en los
interiores o fachadas de los edificios, de acuerdo con lo indicado en los planos.
Mortero: Es la mezcla compuesta por cemento, agua y en muchos casos, cal, yeso u
otros químicos, que sirve para la unión de bloques u otras unidades estructurales.
Papel Reciclado: Se consigue utilizando desecho de papel como materia prima. Se
tritura el papel usado, se añade agua, se aplican los diferentes sistemas de depuración,
se blanquea (es necesario utilizar métodos mecánicos no agresivos, descartando el
blanqueo con productos químicos como el cloro) se escurre, se deposita en rodillos, se
seca y se corta.
2.4 SISTEMA DE VARIABLES
2.4.1. Variable
Propiedades de un bloque de cemento portland tipo I, arena blanca y papel
reciclado siguiendo las normas COVENIN 42-82.
2.4.2. Definición Conceptual
El Bloque es un elemento simple en forma de paralelepípedo ortogonal, con
perforaciones paralelas a una de las aristas elaborados con una mezcla de cemento
Portland y agregados inertes inorgánicos adecuados que en este caso serian la arena
blanca y el papel reciclado.
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2.4.3. Definición Operacional
Un bloque es diseñado para ser utilizado como elemento constructivo, ya sea para
cerramientos o como componente estructural de alguna edificación.
2.4.4. Cuadro de Operacionalización de Variables
Objetivo General: Determinar las propiedades de bloques de cemento portland tipo I,
arena blanca y papel reciclado siguiendo las normas COVENIN 42-82..
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Tabla N°6. Cuadro de operacionalización de variables.
Objetivos Específicos Variable Dimensión Indicador o
dimensiones.
Elaborar bloques
resistentes y de menor
costo utilizando una
mezcla de cemento
portland tipo I, arena
blanca y papel reciclado.
Propiedades del
bloque elaborado
con cemento
portland tipo I, arena
blanca y papel
reciclado.
Proporciones de
cemento Portland
tipo I, arena blanca,
papel reciclado ya
establecido.
Cemento (kgs.)
Arena (kgs.)
Papel reciclado
(kgs.)
Realizar todos los
ensayos pertinentes a
diferentes tipos de bloque
con el diseño de mezcla
preestablecido para la
determinación de sus
propiedades mecánicas y
físicas.
Realización de
ensayos de
absorción de agua, y
resistencia a
compresión y al
fuego
Absorción (%),
Esfuerzo de
compresión
(kg/cm2) y
temperatura (°C).
Estudiar el
comportamiento del
bloque sometido a
diferentes temperaturas, y
exposición al medio
ambiente.
-Comportamiento del
bloque a diferentes
temperaturas (110
5 °C).
- Comportamiento del
bloque expuesto al
medio ambiente.
Temperatura (°C)
deformación,
desmorona-
miento,
humedad.
Analizar los costos
producidos en la
fabricación de dichos
bloques.
Costos
Mano de obra,
materiales,
equipos.
Estudiar el impacto
ecológico que produciría
la industrialización del
bloque y su aplicación en
sistemas constructivos.
Impacto ecológico y
uso en sistemas
constructivos
Beneficios al
medio ambiente,
disponibilidad de
recursos.
DERECHOS RESERVADOS
Capítulo III
DERECHOS RESERVADOS
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN
Según Roberto Hernández, Carlos Fernández y Pilar Baptista (1997) las
investigaciones descriptivas “Miden o evalúan diversos aspectos, dimensiones o
componentes del fenómeno o fenómenos a investigar. Desde el punto de vista
científico, describir es medir. Estos es, en un estudio descriptivo se selecciona una
serie de cuestiones y se mide cada una de ellas independientemente, para así describir
lo que se investiga”.
Según Chávez, Nilda (1992) las investigaciones descriptivas “son todas aquellas
que se orientas a recolectar informaciones relacionadas con el estado real de las
personas, objetos, situaciones o fenómenos tal cual como se presentaron en el
momento de la recolección.
Después de analizar lo anteriormente expresado se concluyó que esta
investigación es de tipo descriptivo ya que consiste en llegar a conocer las situaciones,
costumbres y actitudes predominantes a través de la descripción exacta de las
actividades, objetos, procesos y personas, y además porque su meta no se limita a la
recolección de datos, sino a la predicción e identificación de las relaciones que existen
entre dos o más variables, es decir, que consiste fundamentalmente en caracterizar un
fenómeno o situación concreta indicando sus rasgos más peculiares o diferenciadores.
El carácter de la investigación según su propósito es de tipo aplicada, ya que
busca dar un estudio detallado al diseño del bloque compuesto por cemento, arena, y
papel reciclado, y de esta forma inquirir sobre su comportamiento y apariencia.
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3.2. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
El diseño de la investigación es no experimental, ya que de acuerdo a
Hernández Sampieri R y otros (1991), un diseño no experimental es aquel que se
realiza sin la manipulación deliberada de la variable, es decir, es una investigación
donde se hace variar intencionalmente la variable independiente. Lo que se hace es
observar situaciones ya existentes, no provocadas intencionalmente por el investigador
para después ser analizadas.
Esta investigación también entra en el tipo transeccional porque recoge
información en un tiempo determinado, en consecuencia se realizó un análisis de las
variables y a la vez un estudio de los diferentes ensayos aplicados al bloque para la
determinación de sus propiedades. Según Hernández y otros (1998), “Los diseños de
investigación transeccional o transversal recolectan datos en un solo momento, en un
tiempo único. Su propósito es describir variables y analizar su incidencia e interrelación
en un momento dado.”
3.3 POBLACIÓN
Según León y Montero (1999), “la población es un conjunto de elementos que
comparten una característica.” La población está constituida por el total de unidades de
bloques construidos a base de Cemento Portland Tipo I, Arena Blanca y papel
reciclado, fabricándose un total de 120 bloques.
3.4 MUESTRA
La muestra, según Ader Egg (1983), “la muestra es el conjunto de operaciones
que se realizan para estudiar la distribución de determinados caracteres en la totalidad
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de una población, universos o colectivo, partiendo de la observación de una fracción
considerada”
La muestra está definida por los bloques clasificados en lotes de tipo A, B y C,
en donde el tipo A: 68% papel reciclado, 22% cemento Portland Tipo I, 10% arena
blanca, posee un total de 40 bloques producidos; Tipo B: 71% papel reciclado, 24%
Cemento Portland Tipo I, 5% arena blanca, con un total de 40 bloques producidos; Tipo
C: 75% papel reciclado, 25% Cemento Portland Tipo I, 0% arena blanca, con un total
de 40 de bloques producidos, obteniendo un total de 120 bloques. Esta variación en la
dosificación de arena blanca se realizó con la finalidad de buscar el diseño de mezcla
idóneo el cual cumpliera con la mayor resistencia, mejor acabado, peso, y factibilidad
de costos. En cada lote, los bloques fueron construidos bajo las mismas
características, materia prima y maquinaria, el mismo día, en el mismo tiempo.
3.5 MUESTREO
Según Tamayo (2009), “El método de muestreo se basa en ciertas leyes que le
otorgan su fundamento científico, los cuales son ley de grandes números y el cálculo
de probabilidades”. Se consideraron tres grupos de unidades representativas a cada
lote respectivamente, donde se extrajeron por previa selección 30 bloques del Tipo A,
30 bloques del Tipo B y 30 bloques del Tipo C, que sirvieron para obtener la
información necesaria, con la finalidad de apreciar las características de dicho bloque y
así poder tomar una decisión sobre el mismo.
3.6 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Las técnicas son los recursos utilizados para facilitar la recolección y análisis de
los hechos observados. Estos son numerosos y varían de acuerdo con los factores a
evaluarse. Hurtado (2000), comenta que las técnicas de recolección de datos son
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aquellas que comprenden procedimiento y actividades los cuales permiten al
investigador obtener la información necesaria para dar respuesta a su pregunta de
investigación en general, los instrumentos constituyen la vía mediante la cual es posible
aplicar una determinada técnica para señalar cual información seleccionada y como se
va codificar.
Entre las técnicas de recolección de información empleadas en la presente
investigación se encuentran, la observación directa e indirecta, la revisión bibliográfica
y entrevistas aplicadas a expertos en el área. Según Risquez (1999) la observación
directa “es aquella en la cual el investigador puede observar y recoger datos mediante
su propia observación apoyado en su sentido”.
En relación a lo anteriormente expresado, durante la fabricación, así como en la
realización de todos los ensayos anteriormente mencionados y se llevó registro
mediante la propia observación, conocimientos empíricos y experimentación del bloque
en estudio. Así mismo se utilizó información obtenida por otros, en testimonios escritos
de personas que han tenido contacto de primera mano y poseen experiencia en el tema
a investigar.
En cuanto a la revisión bibliográfica, estuvo basada en los textos, libros e
investigaciones anteriores relacionadas y además apoyándose en normativas de
bloques, cemento, papel y en la aplicación de teorías para el estudio del caso. Según
Ader Egg (1989), “La revisión bibliográfica es un instrumento o técnica de investigación
social, cuya finalidad es obtener datos e información a partir de documentos escritos.”
Las entrevistas, que se realizaron con preguntas abiertas, con carácter
informativo y explicativo las cuales fueron formuladas a medida que se iba
desarrollando la investigación de manera improvisada, es decir, sin la creación de
cuestionarios, con la finalidad de obtener un mayor conocimiento acerca de la
investigación, fueron dirigidas al Ing. José Salazar, Ing. Euro Lozano, T.S.U Juan C.
Morales. Estas nos sirvieron para definir los objetivos y delimitaciones de la
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investigación, así como el método y los procedimientos que se utilizaron a lo largo de
los ensayos a realizar, además constituyeron una gran ayuda para la evaluación y
socialización de resultados y de gran aporte sobre aspectos conceptuales,
metodológicos y definición de indicadores para el diseño de esta investigación. Segun
Risquez (1999), “Afirma que la entrevista consiste en hacer preguntas para recoger
información sobre hechos, creencias, sentimientos, reacciones, intenciones, etc.”
3.7 PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO
Objetivo Específicos
- Elaborar bloques resistentes y de menor costo posible, utilizando una mezcla de
cemento portland tipo I, arena blanca y papel reciclado.
Fase I: Obtención de la materia prima necesaria (cemento portland tipo I,
arena blanca y papel reciclado) para construir bloques resistentes al
menor costo posible.
Fase II: Selección de la localidad (fábrica) maquinaria (trompos
mecánicos, trituradora, moldes, herramientas) y personal obrero requerido
para la elaboración de dichos bloques.
Fase III: Asignación de la fecha de construcción, de acuerdo al calendario
y días disponibles para los estudios.
Fase IV: Fabricación de los bloques resistentes y de menor costo posible,
utilizando una mezcla de cemento portland tipo I, arena blanca y papel
reciclado.
‐ Realizar todos los ensayos pertinentes a diferentes tipos de bloque con el diseño
de mezcla preestablecido para la determinación de sus propiedades mecánicas
y físicas.
DERECHOS RESERVADOS
Fase I: Traslado de los bloques de la fábrica en la cual fueron elaborados
a un espacio abierto donde un personal estuvo encargado de colocarlos
al sol para el secado y llevarlos bajo techo durante las noches y en casos
de lluvias.
Fase II: Una vez llegado el día asignado para cada ensayo, se trasladó
solo la cantidad requerida hacia los laboratorios de Geotecnia, C.A.
Fase III: Se tomó registro de todos los datos y características, como
pesos, dimensiones, acabados, y/o cualquier cualidad o condición que
pueda ser necesaria.
Fase IV: Obtención de materiales o instrumentos necesarios para
elaborar los ensayos, que no estén disponibles en el laboratorio, como es
el caso de algunas tablas de madera y gomas de Neopreno fabricadas a
la medida de los bloques a ensayar, ya que la normativa hace referencia
de cómo se deben llevar a cabo los mismos, por lo que se deben cumplir
dichas especificaciones obligatoriamente.
Todas las herramientas, a excepción de lo mencionado, fueron
suministrado por Geotecnia, C.A
Fase V: Ejecución de los ensayos a compresión indicados en la normativa
COVENIN 42-82 a los 7, 21 y 28 días de fabricados.
Fase VI: Ejecución de los ensayos de absorción de agua indicados en la
normativa COVENIN 42-82 a los bloques después de los 28 días de
fabricados.
Fase VII: Análisis de los resultados obtenidos, así como la discusión de
estos con los diferentes tutores y asesores de la investigación, para la
evaluación y socialización de aspectos conceptuales y metodológicos
para poder generar todas las conclusiones y recomendaciones
pertinentes.
‐ Estudiar el comportamiento del bloque sometido a diferentes temperaturas y
exponiéndolo al medio ambiente.
DERECHOS RESERVADOS
Fase I: Se observó el comportamiento de los bloques en estudio
expuestos al medio ambiente, durante todo el periodo de secado.
Fase II: Obtención de termómetros de alta medición para poder realizar el
ensayo de resistencia del bloque contra el fuego.
Fase III: Ejecución del ensayo de resistencia del bloque al fuego indicado
en la normativa ASTM E-84 después de los 28 días de fabricado.
‐ Analizar los costos producidos en la fabricación de dichos bloques.
Fase I: Estudio de la composición exacta de la mezcla, en cuanto a la
cantidad de agregado que posee cada una respectivamente.
Fase II: Análisis de los costos unitarios de la materia prima, instrumentos,
y maquinaria necesaria para la fabricación de los bloques en estudio.
Fase III: Análisis de los costos de la mano de obra requerida para la
elaboración de los bloques.
‐ Estudiar el impacto ecológico que conllevaría la industrialización de dicho
bloque y su aplicación en sistemas constructivos.
Fase I: Impacto y beneficio ambiental que genera la utilización del papel
reciclado, en lugar de obtener material de primera mano.
Fase II: Estudio de la maquinaria necesaria para la industrialización del
producto y los costos que generaría la producción masiva de éstos.
Fase III: Análisis de las ventajas y beneficios que tiene la incorporación de
bloques a base de cemento, arena y papel reciclado como material
constructivo de viviendas en la ciudad de Maracaibo.
DERECHOS RESERVADOS
Capítulo IV
DERECHOS RESERVADOS
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS Y PRESENTACIÓN DE LOS RESULTADOS
En este capítulo se indican los ensayos que están planteados dentro de los
objetivos de la presente investigación y que fueron realizados a lo largo de la misma,
haciendo un análisis detallado del procedimiento implementado en cada uno de ellos,
además, de realizar una amplia recolección de datos que sirvieron para su posterior
interpretación.
Los bloques elaborados a base de Cemento Portland Tipo I, papel reciclado y
arena blanca, se asemejan en ciertas características y aspectos a varios de los bloques
tradicionales o convencionales ya establecidos en el mercado venezolano; sin embargo
aun hay una estrecha diferencia en cuanto a su proceso de fabricación y a las
propiedades mecánicas y físicas de estos poseen.
4.1. PROCESO DE ELABORACIÓN
4.1.1. Amasado
En esta primera fase se realiza el pesado de los componentes dosificantes,
papel reciclado, Cemento Portland Tipo I, arena blanca y agua, las cuales una vez
pesados se van agregando los componentes en el orden mencionado anteriormente a
la mezcladora mecánica para que se incorporen bien hasta conseguir una mezcla
homogénea.
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4.1.2. Moldeo
El bloque obtenido es una mezcla homogénea, bastante consistente, la cual es
vertida en un molde compuesto por una lámina de hierro y es operado de forma manual
y el cual posee dimensiones de 15 cm de ancho, 20 cm de alto y 40 cm de largo.
Durante el proceso de retirado del bloque del molde se logró observar una gran
facilidad en su extracción, ya que previamente se agregó gasoil a las paredes del
molde, para que la mezcla no se adhiriera a las mismas.
4.1.3. Secado
El proceso de secado de las muestras se realizó en la misma fábrica donde
fueron elaborados, donde permanecieron expuestos al sol hasta alcanzar la edad
correspondiente para cada ensayo.
4.2. PROCESO DE DOSIFICACIÓN
Las dosificaciones de papel reciclado, Cemento Portland Tipo I y agua fueron
tomadas basándose en la experiencia de los fabricantes, y además, se planteó la
incorporación de arena blanca en diferentes proporciones con la finalidad de alcanzar
un diseño de mezcla que pudiese cumplir con la normativa vigente mejorando su
consistencia y resistencia.
4.2.1. Papel reciclado
Con respecto al papel reciclado este fue sometido a un proceso complejo para
su preparación previo a su utilización el cual se basó en colocar al mismo en un tanque
de agua para que absorbiera la mayor cantidad de agua posible con el propósito de
DERECHOS RESERVADOS
que en el proceso de triturado el cual fue el siguiente paso, se trabajase con mayor
facilidad. Luego de triturar bien el papel fue colocado al medio ambiente en un piso con
pendiente para que expulsara el agua que no logró absorber, conocido como proceso
de destilación. Una vez finalizadas estas fases se tomó el producto final y se incorporó
con los demás agregados utilizados en el diseño de mezcla.
4.2.2. Cemento Portland Tipo I
El Cemento Portland Tipo I es de uso general, y se emplea cuando no se
requiere de propiedades y características especiales que lo protejan del ataque de
factores agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de
hidratación. La idea principal de dicho componente es actuar como cementante y
aportar la mayor parte de la resistencia del bloque.
4.2.3. Agua
La influencia de agua en la mezcla fue considerable para cada tipo diseño de
mezcla respectivamente, debido a que la proporción de agregados fue distinta para
cada una y si se excedía la cantidad de agua esto afectaría la trabajabilidad de la
misma y además no se hubiese obtenido una consistencia aceptable.
4.2.4. Arena blanca
La arena utilizada para estos bloques fue arena blanca del Lago de Maracaibo,
retenida en su totalidad en los tamices 50 y 100. La arena actúa en los bloques como
elemento estabilizador, por esta razón su textura debe ser fina, para así poder lograr
los resultados esperados durante la investigación de este trabajo. La calidad y origen
de la arena son de gran importancia.
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4.3. DOSIFICACIÓN DE AGREGADOS PARA CADA TIPO DE MUESTRAS
Todas las Tablas comprendidas entre la N°7 y la N°33 son de la autoría de Ketchum y
Paz 2010.
Tabla N°7. Dosificación para Mezcla tipo A.
Tabla N°8. Ficha Técnica de elaboración de la Mezcla tipo A.
Tabla N°9. Dosificación para Mezcla tipo B.
COMPONENTES DE LA MUESTRA 'A'
PESO DE LA MUESTRA TOTAL
(Kg.)
PORCENTAJE DEL PESO DE LA
MUESTRA TOTAL (%)
VOLUMEN DE LA MUESTRA TOTAL
(m3.)
PORCENTAJE DEL VOLUMEN DE LA MUESTRA TOTAL
(%)
PESO POR BLOQUE (Kg.)
PORCENTAJE DEL PESO POR
BLOQUE (%)
VOLUMEN POR BLOQUE (m3.)
PORCENTAJE DEL VOLUMEN POR
BLOQUE (%)
Papel Reciclado semi-procesado
105.60 62% 0.24 62.02% 2.64 39% 0.006 62.02%
Cemento Portland Tipo I (CEMEX VZLA)
85.00 21% 0.08 20.67% 2.13 31% 0.002 20.67%
Arena Blanca 57.40 10% 0.04 10% 1.44 21% 0.001 10%
Agua 24.90 8% 0.03 6.98% 0.62 9% 0.001 6.98%
TOTAL 272.90 100.00% 0.39 100.00% 6.82 100.00% 0.01 100.00%
MEZCLA 'A'
COMPONENTES DE LA MUESTRA 'B'
PESO DE LA MUESTRA TOTAL
(Kg.)
PORCENTAJE DEL PESO DE LA
MUESTRA TOTAL (%)
VOLUMEN DE LA MUESTRA TOTAL
(m3.)
PORCENTAJE DEL VOLUMEN DE LA MUESTRA TOTAL
(%)
PESO POR BLOQUE (Kg.)
PORCENTAJE DEL PESO POR
BLOQUE (%)
VOLUMEN POR BLOQUE (m3.)
PORCENTAJE DEL VOLUMEN POR
BLOQUE (%)
Papel Reciclado semi-procesado
105.60 64% 0.24 64.45% 2.64 42% 0.006 64.45%
Cemento Portland Tipo I (CEMEX VZLA)
85.00 21% 0.08 21.48% 2.13 34% 0.002 21.48%
Arena Blanca 28.70 5% 0.02 5% 0.72 12% 0.001 5%
Agua 29.88 10% 0.03 8.70% 0.75 12% 0.001 8.70%
TOTAL 249.18 100.00% 0.37 100.00% 6.23 100.00% 0.01 100.00%
MEZCLA 'B'
Fecha de elaboración 1/10/2010
Tiempo de mezclado 26 minutos
Tiempo de moldeo 70 minutos
Cantidad de bloques fabricados 40
DERECHOS RESERVADOS
Tabla N°10. Ficha Técnica de elaboración de la Mezcla tipo B.
Tabla N°11. Dosificación para Mezcla tipo C.
Tabla N°12. Ficha Técnica de elaboración de la Mezcla tipo C.
COMPONENTES DE LA MUESTRA 'C'
PESO DE LA MUESTRA TOTAL
(Kg.)
PORCENTAJE DEL PESO DE LA
MUESTRA TOTAL (%)
VOLUMEN DE LA MUESTRA TOTAL
(m3.)
PORCENTAJE DEL VOLUMEN DE LA MUESTRA TOTAL
(%)
PESO POR BLOQUE (Kg.)
PORCENTAJE DEL PESO POR
BLOQUE (%)
VOLUMEN POR BLOQUE (m3.)
PORCENTAJE DEL VOLUMEN POR
BLOQUE (%)
Papel Reciclado semi-procesado
105.60 69% 0.24 69.16% 2.64 49% 0.006 69.16%
Cemento Portland Tipo I (CEMEX VZLA)
85.00 23% 0.08 23.05% 2.13 39% 0.002 23.05%
Arena Blanca 0.00 0% 0.00 0% 0.00 0% 0.000 0%
Agua 24.90 9% 0.03 7.78% 0.62 12% 0.001 7.78%
TOTAL 215.50 100.00% 0.35 100.00% 5.39 100.00% 0.01 100.00%
MEZCLA 'C'
Fecha de elaboración 1/10/2010
Tiempo de mezclado 31 minutos
Tiempo de moldeo 80 minutos
Cantidad de bloques fabricados 40
Fecha de elaboración 1/10/2010
Tiempo de mezclado 40 minutos
Tiempo de moldeo 78 minutos
Cantidad de bloques fabricados 40
DERECHOS RESERVADOS
4.4. ENSAYOS
4.4.1. Ensayo de resistencia de compresión
Para la ejecución de este ensayo se tomaron un total de 72 bloques de acuerdo
a la fecha de elaboración de los mismos, y a dos edades diferentes (7 y 28), de los
cuales 36 bloques se ensayaron aplicándole la carga en dirección paralela a las celdas
y los otros 36 restantes, se ensayaron con las celdas orientadas en dirección
perpendicular a la carga. La razón de estos ensayos, colocando los bloques en
diversas posiciones se debe a que el comportamiento del mismo es diferente según
sea la orientación de las celdas con respecto a la dirección de aplicación de la carga de
compresión (Ver Figura N°3), lo cual induce que el comportamiento de una pared va a
depender de como estén posicionados los mismos. La carga a compresión se efectúo
en un equipo digital para ensayos de resistencia, obteniéndose de las muestras como
un valor máximo de carga 3958 Kg y como valor mínimo de carga 1430 Kg, esto con la
carga en dirección a las celdas, y en el otro sentido se obtuvo un valor de carga
máxima de 3288 Kg y como valor minino de carga 1260 Kg.
Figura N°3. Idealización de la carga aplicada en ambos sentidos.
(a) Carga aplicada en dirección paralela a las celdas.
(b) Carga aplicada en dirección perpendicular a las celdas
CELDAS
(a) (b)
DERECHOS RESERVADOS
En las tablas N°13 hasta la N°24 se muestran los resultados obtenidos de cada
ensayo así como la ficha técnica para cada tipo de muestra y a partir de estos se
elaboraron las curvas, además, se calculó el esfuerzo de la resistencia a compresión,
dividiendo la fuerza entre el área neta de cada bloque.
MUESTRA A: (Cemento, Papel reciclado, agua y 10% de arena blanca)
Tabla N°13. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 días.
Tabla N°14. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 7 días.
Observaciones: Para los ensayos realizados a los 7 días, los bloques tipo A aun
estaban bastante húmedos, ya que a pesar de haber fraguado en su totalidad, la
BLOQUES A PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
A‐1 6.66 10406.33 640.00 559.48 2490.00 4.45
A‐2 6.22 10400.60 598.23 547.40 2450.00 4.48
A‐6 6.89 10538.53 653.98 560.56 2200.00 3.92
A‐7 7.12 10230.50 696.35 553.00 2470.00 4.47
A‐10 6.57 10767.43 609.80 563.74 2220.00 3.94
A‐13 6.55 11322.68 578.31 580.65 2330.00 4.01
PROMEDIO 4.21
BLOQUES A PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
A‐4 7.18 10396.82 690.98 727.05 2190.00 3.01
A‐5 7.19 10627.85 676.71 748.44 1780.00 2.38
A‐8 7.26 10110.83 718.44 717.08 2100.00 2.93
A‐9 7.44 10730.00 693.76 740.00 1870.00 2.53
A‐12 7.85 10406.33 754.35 732.84 2000.00 2.73
A‐15 7.43 9948.96 746.41 705.60 1950.00 2.76
PROMEDIO 2.72
DERECHOS RESERVADOS
humedad presente en el ambiente afecto su condición de secado. Estos bloques una
vez aplicada la carga se deformaban y desmoronaban considerablemente, sin embargo
una vez retirada la misma de descomprimen y vuelven en cierto modo a su estado
inicial. En la imagen del bloque A-1 se puede apreciar como éstos se deformaban pero
casi en ningún caso se quebraban. Ver Anexo N°9.
MUESTRA B: (Cemento, Papel reciclado, agua y 5% de arena blanca)
Tabla N°15. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 días.
Tabla N°16. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 7 días.
Observaciones: Los bloques tipo B al igual que el resto de las muestras aun estaban
bastante húmedos a los 7 días, ya que a pesar de haber fraguado en su totalidad, la
BLOQUES B PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
B‐1 7.12 10937.35 650.98 575.65 2170.00 3.77
B‐2 7.64 10653.15 716.78 572.75 2090.00 3.65
B‐3 7.04 10824.98 649.98 572.75 2560.00 4.47
B‐5 7.32 10901.61 671.83 564.85 1910.00 3.38
B‐6 7.37 10699.83 688.80 569.14 2430.00 4.27
B‐11 7.44 10849.48 685.93 577.10 2260.00 3.92
PROMEDIO 3.91
BLOQUES B PESO (kg)Volumen
(m3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A
LACOMPRESION
(kg/cm2)
B‐7 7.94 0.006050 1312.47 717.08 1620.00 2.26
B‐9 7.43 0.006171 1203.30 723.12 1430.00 1.98
B‐12 7.67 0.006395 1198.99 750.50 1810.00 2.41B‐13 7.16 0.006520 1098.72 764.16 1790.00 2.34
B‐14 7.29 0.005995 1216.74 709.52 1680.00 2.37
B‐15 7.17 0.006205 1156.18 730.75 1540.00 2.11
PROMEDIO 2.24
DERECHOS RESERVADOS
humedad presente en el ambiente afecto su condición de secado. Estos Bloques una
vez aplicada la carga se deformaban y desmoronaban con mayor intensidad que la
muestra tipo A, sin embargo una vez retirada la carga de descomprimen y vuelven en
cierto modo a su estado inicial. Los bloques B-2, B-3 y B-11 fueron los más deformados
y el B-6 fue el único que la maquina logró romper. Ver Anexo N°10.
MUESTRA C: (Cemento, Papel reciclado, agua y 0% de arena blanca)
Tabla N°17. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 días.
Tabla N°18. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 7 días.
Observaciones: Los bloques tipo C al igual que el resto de las muestras para los
ensayos realizados a los 7 días, aun estaban bastante húmedos, ya que a pesar de
BLOQUES C PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
C‐1 5.70 9746.63 584.41 559.48 2490.00 4.45
C‐2 6.22 9878.40 629.66 547.40 2450.00 4.48
C‐3 6.03 10280.27 586.56 560.56 2200.00 3.92
C‐5 6.77 10172.88 665.69 553.00 2470.00 4.47
C‐10 6.75 10730.00 628.70 563.74 2220.00 3.94
C‐11 6.54 10309.50 634.37 580.65 2330.00 4.01
PROMEDIO 4.21
BLOQUES C PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
C‐4 6.79 9934.93 683.25 727.05 2190.00 3.01
C‐6 6.52 10230.50 637.31 748.44 1780.00 2.38
C‐8 7.59 10316.16 735.74 717.08 2100.00 2.93
C‐12 7.15 10301.43 693.88 740.00 1870.00 2.53
C‐13 7.09 10406.88 681.09 732.84 2000.00 2.73
C‐14 5.82 10549.44 551.88 705.60 1950.00 2.76
PROMEDIO 2.72
DERECHOS RESERVADOS
haber fraguado en su totalidad, la humedad presente en el ambiente afecto su
condición de secado. Igualmente una vez aplicada la carga se deformaban y
desmoronaban considerablemente, sin embargo una vez retirada la carga volvían en
cierto modo a su estado inicial.
MUESTRA A: (Cemento, Papel reciclado, agua y 10% de arena blanca)
Tabla N°19. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 28 días
Tabla N°20. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 28 días.
Observaciones: Para los ensayos realizados a los 28 días, los bloques de la muestra
tipo A al igual que el resto de las muestras, debido a la edad y al tiempo que
acumulaban estaban muchísimo más secos, livianos y consistentes. Estos Bloques a
BLOQUES A PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
A‐18 5.70 10509.21 542.57 561.99 3958.00 7.04
A‐19 5.55 10704.98 518.45 563.42 3495.00 6.20
A‐27 5.34 10666.37 500.26 567.36 3663.00 6.46
A‐29 5.78 10648.64 542.60 563.42 2979.00 5.29
A‐30 5.40 10323.43 522.89 561.06 3379.00 6.02
A‐31 5.03 10626.18 473.74 571.30 3204.00 5.61
PROMEDIO 6.10
BLOQUES A PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
A‐16 5.75 10254.24 560.74 717.08 2662.00 3.71
A‐20 4.81 10172.02 472.47 711.33 2737.00 3.85
A‐22 5.35 10406.88 513.89 712.80 3288.00 4.61
A‐23 5.32 10376.65 513.08 730.75 3217.00 4.40
A‐26 5.50 10752.48 511.51 746.70 2433.00 3.26
A‐28 5.39 10574.17 509.92 744.66 2608.00 3.50
PROMEDIO 3.89
DERECHOS RESERVADOS
pesar de que soportaban la carga entre 2 y 4 minutos, una vez aplicada apenas
alcanzaban a deformarse y desmoronarse. El comportamiento una vez retirada la carga
fue el mismo que a los 7 días, ya que recuperaban en cierto modo su estado inicial. En
el bloque A-19 se llegaron a observar grietas y fracturas. Ver Anexo N°11.
MUESTRA B: (Cemento, Papel reciclado, agua y 5% de arena blanca)
Tabla N°21. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 28 días.
Tabla N°22. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 28 días.
Observaciones: Para los ensayos realizados a los 28 días, los bloques de la muestra
tipo B al igual que el resto de las muestras, debido a la edad y al tiempo que
acumulaban estaban muchísimo más secos, livianos y consistentes. Igual que en las
BLOQUES B PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
B‐16 5.67 10846.03 522.59 563.42 2835.00 5.03
B‐20 5.56 10511.92 528.92 571.30 2139.00 3.74
B‐23 5.98 10579.68 565.61 572.75 2808.00 4.90
B‐24 5.63 10238.40 549.50 580.65 2976.00 5.13
B‐25 5.72 10438.27 548.18 565.92 2174.00 3.84
B‐26 5.60 10238.48 547.35 566.95 3263.00 5.76
PROMEDIO 4.91
BLOQUES B PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A
LACOMPRESION
(kg/cm2)
B‐18 5.72 10212.48 559.71 709.20 2428.00 3.42
B‐19 5.72 10626.18 538.48 732.84 2492.00 3.40
B‐27 5.61 10411.84 538.81 713.14 2232.00 3.13B‐28 5.89 10549.44 558.70 732.60 1651.00 2.25
B‐29 5.82 10414.07 559.05 708.44 3060.00 4.32
B‐30 5.68 10507.86 540.17 724.68 1930.00 2.66
PROMEDIO 3.20
DERECHOS RESERVADOS
otras muestras a pesar de que soportaban la carga entre 2 y 4 minutos, una vez
aplicada apenas alcanzaban a deformarse y desmoronarse. El comportamiento una vez
retirada la carga fue el mismo que a los 7 días, ya que recuperaban en cierto modo su
estado inicial. En el bloque B-20 se llegaron a observar grietas y fracturas. Ver Anexo
N°12.
MUESTRA C: (Cemento, Papel reciclado, agua y 0% de arena blanca)
Tabla N°23. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 28 días.
Tabla N°24. Resultados de ensayos a compresión de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 28 días.
Observaciones: Los bloques de la muestra tipo C para los ensayos realizados a los 28
días, al igual que el resto de las muestras, debido a la edad y al tiempo que
BLOQUES C PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
C‐16 4.90 9859.85 497.17 563.42 2835.00 5.03
C‐17 5.11 10283.40 496.92 571.30 2139.00 3.74
C‐18 4.99 10366.78 481.35 572.75 2808.00 4.90
C‐19 4.97 10335.57 480.67 580.65 2976.00 5.13
C‐22 5.06 10243.15 493.60 565.92 2174.00 3.84
C‐25 4.94 10205.10 484.07 566.95 3263.00 5.76
PROMEDIO 4.73
BLOQUES C PESO (kg)Volumen
(cm3)
DENSIDAD
(kg/m3)
AREA
BRUTA
(cm2)
CARGA
(kg.)
RESISTENCIA A LA
COMPRESION
(kg/cm2)
C‐21 5.49 10451.70 524.89 580.65 2838.00 4.89
C‐23 5.22 10124.64 515.77 568.80 2224.00 3.91
C‐24 5.09 10595.88 480.19 572.75 1758.00 3.07
C‐28 5.08 10099.01 502.82 567.36 2430.00 4.28
C‐29 4.87 10238.40 475.46 568.80 2417.00 4.25
PROMEDIO 3.40
DERECHOS RESERVADOS
acumulaban estaban muchísimo más secos, livianos y consistentes. Estos Bloques a
pesar de que soportaban la carga entre 2 y 4 minutos, una vez aplicada apenas
alcanzaban a deformarse y desmoronarse. El comportamiento una vez retirada la carga
fue el mismo que a los 7 días, ya que recuperaban en cierto modo su estado inicial.
Cabe destacar que solo fueron ensayadas cinco (5) Muestras Tipo C ya que una de
ellas se cayó en el traslado y perjudicó sus condiciones.
Grafico N°1. Resistencia a la compresión de las Muestras A, B y C con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 y 28 días.
3,90 3,914,21
4,734,91
6,10
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
MUESTRA C (0 % Arena blanca)
MUESTRA B (5 % Arena blanca)
MUESTRA A (10 % Arena blanca)
RESISTENCIA A
COMPRESION (Kg/cm
2)
7 dias
28 dias
DERECHOS RESERVADOS
Grafico N°2. Proyección de la resistencia a la compresión de las Muestras A, B y C con
la carga aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 y 28 días.
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
7 dias 28 dias
RESISTENCIA A
COMPRESION (Kg/cm
2)
MUESTRA C (0 % Arena blanca)
MUESTRA B (5 % Arena blanca)
MUESTRA A (10 % Arena blanca)
DERECHOS RESERVADOS
Grafico N°3. Resistencia a la compresión de las Muestras A, B y C con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a los 7 y 28 días.
2,152,24
2,72
3,403,20
3,89
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
MUESTRA C (0 % Arena blanca)
MUESTRA B (5 % Arena blanca)
MUESTRA A (10 % Arena blanca)
RESISTENCIA A COMPRESION (Kg/cm
2)
7 dias
28 diasDERECHOS RESERVADOS
Grafico N°4. Proyección de la resistencia a la compresión de las Muestras A, B y C con
la carga aplicada en sentido perpendicular a las celdas a los 7 y 28 días.
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
7 dias 28 dias
RESISTENCIA A COMPRESION (Kg/cm
2)
MUESTRA C (0 % Arena blanca)
MUESTRA B (5 % Arena blanca)
MUESTRA A (10 % Arena blanca)
DERECHOS RESERVADOS
De acuerdo a lo establecido en el capítulo II, donde se señala la clasificación del
uso de los bloques de según la norma Covenin 42-82, se puede definir la función que
pueden tener como elemento constructivo los bloques de las Muestras Tipo A, B y C;
como algunos de los bloques de mayor uso en el mercado, que fueron estudiados en
investigaciones anteriores.
Tabla N°25. Comparación de los resultados de resistencia a la compresión con
respecto a la de otros bloques.
BLOQUE RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN (Kg/cm2) USO
Muestra tipo A 6.10 -
Muestra tipo B 4.91 -
Muestra tipo C 4.73 -
Arena/Cemento 8.44 -
Concreto (T.E.G LUZ 1992) 51.75 A-2
Arcilla (T.E.G LUZ 1998) 11.75 B-2
ALIVEN 18 B-1
DERECHOS RESERVADOS
Gr
que cu
lado, a
resiste
presen
concre
permiti
de las
rafico N°5.
En el grafi
umplen con
a pesar de
ncia en co
ncia dentro
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Comparac
ico N°5 se
n la resiste
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omparació
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ones.
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N); tambié
de igual m
s resultado
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manera son
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ros bloque
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otros tipos
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n utilizados
tencia a la
es.
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orma Cov
po A, B y
s de bloqu
de arcilla, a
resistencia
s en prácti
compresió
ncreto son
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C poseen
ues que ti
arena/cem
, fuera de
camente l
ón con
los únicos
2. Por otro
n la menor
enen gran
mento, o de
los límites
a totalidad
s
o
r
n
e
s
d
DERECHOS RESERVADOS
4.4.2. Ensayo de absorción de agua
Para la ejecución de este ensayo se tomaron un total de 18 bloques de acuerdo
a la fecha de elaboración de los mismos, y a dos edades diferentes (7 y 28). Aquí se
sumergieron en el tanque con agua a una temperatura 15 - 28°C (Anexo N°13) por 24
horas, una vez extraídos del tanque, se secaron rápidamente con toallas absorbentes
para extraerle el agua superficial, y de inmediato se pesaron y se llevaron al horno
eléctrico o ventilado a una temperatura de 110°C por un lapso de 24 horas (Anexo
N°14), luego se sacaron del horno y se pesaron nuevamente y de esta forma obtener
una diferencia de peso, posterior a esto se, este proceso se realizó 3 veces hasta
cumplir con la diferencia de peso mínima establecida por la norma Covenin 42-82. Para
determinar el porcentaje de absorción se utilizó la siguiente expresión:
% ABS = [Peso H – Peso S/ Peso S] x 100
En el grafico N°6 se muestran los resultados obtenidos en este ensayo para cada tipo
de muestra y su porcentaje promedio respectivamente, de los cuales fueron extraídos
los datos necesarios para la elaboración de las curvas.
DERECHOS RESERVADOS
Grafico N°6. Resultados del porcentaje de absorción de agua de las Muestras A, B y C.
80,2676,28
73,0072,71 73,59
62,37
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
MUESTRA C (0 % Arena blanca)
MUESTRA B (5 % Arena blanca)
MUESTRA A (10 % Arena blanca)
% ABSO
RCION DE HUMED
AD
18‐Oct
30‐NovDERECHOS RESERVADOS
Grafico N°7. Resultados del porcentaje de absorción de agua de las Muestras A, B y C.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
09‐Oct 19‐Oct 29‐Oct 08‐Nov 18‐Nov 28‐Nov 08‐Dic
% ABSO
RCION
MUESTRA C (0 % Arena blanca) MUESTRA B (5 % Arena blanca) MUESTRA A (10 % Arena blanca)
DERECHOS RESERVADOS
Igual que en la tabla N° 25, una vez obtenidos los resultados de los ensayos de
absorción de agua de las Muestras A, B y C se pudo establecer, según lo señalado en
el capítulo II, la clasificación del uso de los bloques de acuerdo la norma Covenin 42-
82. Definiendo la función que podrían tener como elemento constructivo los bloques de
las Muestras Tipo A, B y C; como algunos de los bloques de mayor uso en el mercado,
que fueron estudiados en investigaciones anteriores.
Tabla N°26. Comparación de los resultados de porcentaje de absorción de agua con
respecto al de otros bloques.
BLOQUE % Absorción de agua USO
Muestra tipo A 62.37 -
Muestra tipo B 73.59 -
Muestra tipo C 72.71 -
Concreto (T.E.G LUZ 1992) 6.7 A-2
Arcilla (T.E.G LUZ 1998) 10.08 B-2
DERECHOS RESERVADOS
Grafic
que po
la norm
que fue
co N°8. Co
En el ante
oseen las m
ma Coveni
eron estud
omparación
erior grafic
muestras e
n 42-82, c
iados en in
n de los re
respecto
co, se apre
en estudio,
como de o
nvestigacio
esultados d
o al de otro
ecia el ele
muy por e
tros tipos
ones anter
de porcenta
os bloques
evado porc
encima tan
de bloque
riores.
aje de abs
s.
centaje de
nto de los
s muy utili
orción de a
absorción
límites per
izados hoy
agua con
n de agua
rmitidos en
y en día, y
a
n
y
DERECHOS RESERVADOS
4.4.3. Ensayo de resistencia al fuego
Este ensayo fue realizado sometiendo los bloques a fuego en una de sus caras
mediante un soplete con el cual se fue gradualmente intensificando la llama en
intervalos de tiempo de 60 segundos donde se iba midiendo con un termómetro
infrarrojo digital la temperatura de la cara expuesta al fuego y la de la cara no expuesta,
con la finalidad de cumplir los requerimientos expresados en la norma ASTM E-84 que
dice explícitamente que la cara no expuesta al fuego no debe exceder la temperatura
de 160°C. Durante el ensayo se evalúo la propagación de las llamas y la extensión de
humo de las superficies del bloque. Se observó una decoloración parcial en el área
donde fue aplicada la llama pero no se inflamó y la temperatura en las cavidades
internas se incrementó a medida que se aumentada la flama. Una vez ejecutado el
ensayo se pudo concluir que los mencionados bloques pertenecen a la Clase A de la
norma ASTM E-84 ya que la extensión de llama y propagación de humo son
prácticamente nulas, lo que induce que no son inflamables a pesar de la tendencia a
serlo por los componentes que lo constituyen, y además, se observó que los mismos al
estar en contacto directo con temperaturas superiores a 500°C no sufren ningún tipo de
alteraciones, rotura, desmoronamiento, entre otras. Anexos N°16 y N°13.
En las tablas N°27 y N°28 se expresan los resultados obtenidos en este ensayo
para cada tipo de muestra con sus respectivas gráficas.
DERECHOS RESERVADOS
Tabla N°27. Resultado de la resistencia al fuego en la cara expuesta a la llama de las
Muestras A, B y C.
Grafico N°9. Resultados ensayo de resistencia al fuego de las Muestras A, B y C en
cara expuesta.
Segundos 0 30 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660
Minutos 0:00 0:30 1:30 2:30 3:30 4:30 5:30 6:30 7:30 8:30 9:30 10:30
A ‐ 7 Cara expuesta 30.6 150 215 320 381.4 396.7 402.3 393.9 418.8 510.6 323 369
B ‐ 4 Cara expuesta 41 260.2 324.3 305.9 332.8 356.5 372.9 402.1 380
C ‐ 11 Cara expuesta 33.7 314.9 373.3 386.8 401.7 415.8 415.8 503.9 508.2 521.8 532.8 404
BLOQUE
TEMPERATURA ( °C )INTERVALOS DE TIEMPO
0
100
200
300
400
500
600
Temperatura (°C)
Tiempo (minutos)
RESISTENCIA AL FUEGO (Cara expuesta)
C‐ 7 Cara expuesta
B ‐ 4 Cara expuesta
A ‐ 11 Cara expuesta
DERECHOS RESERVADOS
Tabla N°28. Resultado de la resistencia al fuego en la cara no expuesta a la llama de
las Muestras A, B y C.
Grafico N°10. Resultados ensayo de resistencia al fuego de las Muestras A, B y C en
cara no expuesta.
Observaciones: En ninguna de las muestras se produjeron fisuras.
Segundos 0 30 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660
Minutos 0:00 0:30 1:30 2:30 3:30 4:30 5:30 6:30 7:30 8:30 9:30 10:30
A ‐ 7 Cara NO expuesta 34.2 36 35.5 38 38.4 38.6 40.6 42.8 51.6 52.7 52
B ‐ 4 Cara NO expuesta 33.7 38.1 40.3 41.8 41.8 45.8 44.9 42.8 40.2
C ‐ 11 Cara NO expuesta 33.1 36.3 38.2 39.2 42.9 42.3 41.9 43.6 48.4 57.3 56.3 61
BLOQUE
TEMPERATURA ( °C )INTERVALOS DE TIEMPO
0
10
20
30
40
50
60
70
Temperatura (°C)
Tiempo (minutos)
RESISTENCIA AL FUEGO (Cara NO expuesta)
A‐7 Cara NO expuesta
B‐4 Cara NO expuesta
C‐11 Cara NO expuesta
DERECHOS RESERVADOS
4.5. ANÁLISIS DE PRECIO UNITARIO DEL BLOQUE
Una vez fabricados los bloques se ha podido determinar el costo de elaboración
del mismo, así como el precio de mercado mediante un análisis de precios unitario,
tomando en consideración los materiales a utilizar, los equipos requeridos y la mano de
obra necesaria para fabricar en masa dicho producto. Según fuentes de la fábrica de
bloques POZO HONDO C.A, la misma está en la capacidad de producir unos 600
bloques diarios, con un rendimiento de 300 bloques por cada obrero moldeador; sin
embargo para que el proceso fluya de manera constante y se pueda satisfacer dicho
rendimiento deben trabajar dos obreros mas encargados de la dosificación y mezclado
del material.
Con la idea de minimizar los costos cálculo el análisis se realizó colocando el
trompo como alquilado en lugar de comprarlo y se contrató a los trabajadores por Ley
Orgánica de Trabajo, ya que de pertenecer a la Convención Colectiva de Trabajo para
La Construcción sería mucho más costoso.
DERECHOS RESERVADOS
Tabla N°29. A.P.U del bloque Muestra Tipo A
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO.-
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA. FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE CIVIL
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
NOMBRE DE LA OBRA : FABRIACIÓN DEL BLOQUEDESCRIPCION : FABRICACIÓN DE BLOQUE DE CEMENTO PORTLAND TIPO I CON DE PAPEL RECICLADO Y ARENA BLANC
PARTIDA No. : 1 UNIDAD : UND CANTIDAD : 1.00 RENDIMIENTO : 600.000
I. - MATERIALES : 44.88%Descripción U.M. Cantidad Precio % Dsp. Total
ARENA BLANCA M3 0.001 90.00 0.00 0.09CEMENTO PORTLAND TIPO I (CEMEX VZLA) M3 0.002 400.00 0.00 0.80PAPEL RECICLADO M3 0.006 0.00 0.00 0.00AGUA M3 0.001 30.00 0.00 0.03Desperdic io por Unidad : 0.00 Total Desperdic io : 0.00 Total Materiales : 0.92
Costo por Unidad : 0.92II.- EQUIPOS : 16.59%
Descripción Cantidad Precio % Deprec. TotalTROMPO DE 0.25 M3 1.00 150.00 100.00 150.00MOLDES (P) 1.00 500.00 10.00 50.00EQUIPO MENOR 1.00 2.00 100.00 2.00
Total Equipos : 202.00Costo por Unidad (II/R): 0.34
III.- PERSONAL : 38.54%
Descripción Cantidad Salario Total
OBREROS 4.00 40.80 163.20Total Mano de Obra :
Valor Mano de Obra por Unidad (III/R) : 163.200.27
150.00%Ley del Trabajo , etc. : 0.41Bonos / R = ( 4.00 x 16.25 / 600.00 ) : 0.11
Costo por Unidad : 0.79
Costo Directo Sub-Total " A" :2.05
ADMINISTRACION Y GASTOS GENERALES : 15.00 % Sobre Sub-Total " A" : 0.31Horas Hombre : 0.05 Sub-Total " B" :
2.36Costo H-H : 0.20 IMPREVISTOS Y UTILIDADES : 12.00 % Sobre Sub-Total " B" : 0.28Duración : 0.0 días
Precio Unitario : 2.64Total Partida : 2.64 Precio Adoptado : 2.64
Precio Adoptado : DOS 64 / 100
Micro Sistemas de Occidente C.A. Consecutivo : 1Tlf. : 0414-3616988 Código : bloque
DERECHOS RESERVADOS
Tabla N°30. Pesos unitarios y por mt2 de pared por cada tipo de bloque
El hecho de utilizar los bloques de la Muestra Tipo A para cerramientos de
paredes, en cualquier tipo de construcción permitiría disminuir el peso total de esta. Se
consideran 16 bloques por cada mt2 de pared.
Tabla N°31. Comparación del peso de una losa nervada por metro cuadrado utilizando
diferentes tipos de bloques.
PESO (Kg)
6
5.8
7.4
5.41 87
118
93
96
Peso de 1 m2 de
pared (Kg)
Muestra A
Arena/Cemento
Aliven
Arcilla
Bloque
LOSA NERVADA TRADICIONAL (espesor 20 cm)
Losa de concreto 120 Losa de concreto 120
Nervios 72 Nervios 72
Bloques de Arcilla 69 Bloques de ALIVEN 62.2
Relleno de Impermeabilizacion 80 Relleno de Impermeabilizacion 80
Friso 30 Friso 30
TOTAL 371.00 TOTAL 364.2
Losa de concreto 120 Losa de concreto 120
Nervios 72 Nervios 72
Bloques de Anime Despreciable Bloques de MUESTRA A 54
Relleno de Impermeabilizacion 80 Relleno de Impermeabilizacion 80
Friso 30 Friso 30
TOTAL 302.00 TOTAL 356.10
PESO PROPIO (Kg/m2)
PESO PROPIO (Kg/m2)
PESO PROPIO (Kg/m2)
PESO PROPIO (Kg/m2)
DERECHOS RESERVADOS
4.6. IMPACTO ECOLÓGICO
En base al impacto ambiental que genera la utilización del papel reciclado
podemos concluir que es a gran escala ya que solo el hecho de evitar el uso de gran
cantidad de arena la cual estaría siendo substituida por dicho material se estarían
previendo inmensos procesos de dragado en los saques para la obtención de la arena
que normalmente se usa. A su vez, la incorporación de papel reciclado como materia
prima para la construcción será una ayuda para el manejo de los desechos sólidos ya
que el volumen representativo de papel en rellenos sanitarios podría disminuir
considerablemente. Por otro lado, cabe a destacar que el hecho de ser un material con
una gran capacidad de aislamiento térmico y acústico, lo que evitaría el excesivo uso
de equipos y artefactos como aire acondicionado, calentadores, entre otros,
produciendo así un menor consumo de energía ya que este elemento impide el paso de
ondas de calor o frio, proporcionando un ambiente de confort, y aunado a esto,
proporcionar una protección contra la penetración del ruido. Además su liviano peso en
comparación con el bloque tradicional normalmente usado en los sistemas
constructivos, por lo que no solo permitiría reducir los pesos de cualquier
infraestructura a realizar, sino también nos ofrece una mejor maniobrabilidad a la hora
de su uso, lo que genera un mejor rendimiento de mano de obra y por ende un
decrecimiento en los costos.
A continuación se presenta una comparación del impacto ambiental y económico
que habría en el caso de atacar la problemática de la vivienda utilizando bloques de
arena/cemento y bloques de la Muestra Tipo A
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Tabla N°32. Dosificación para la elaboración de un bloque Arena/cemento.
COMPONENTES DE LA MUESTRA
PESO DE LA MUESTRA TOTAL
(Kg.)
PORCENTAJE DEL PESO DE LA
MUESTRA TOTAL (%)
VOLUMEN DE LA MUESTRA TOTAL
(m3.)
PORCENTAJE DEL VOLUMEN DE LA MUESTRA TOTAL
(%)
PESO POR BLOQUE (Kg.)
PORCENTAJE DEL PESO POR
BLOQUE (%)
VOLUMEN POR BLOQUE (m3.)
PORCENTAJE DEL VOLUMEN POR
BLOQUE (%)
ARENA ROJA 26.40 24% 0.06 24.49% 0.66 10% 0.002 24.49%
Cemento Portland Tipo I (CEMEX VZLA)
21.25 8% 0.02 8.16% 0.53 8% 0.001 8.16%
Arena Blanca 172.20 48% 0.12 49% 4.31 66% 0.003 49%
Agua 41.50 20% 0.05 18.37% 1.04 16% 0.001 18.37%
TOTAL 261.35 100.00% 0.25 100.00% 6.53 100.00% 0.0061 100.00%
Bloque Arena/Cemento
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Tabla N°33. Comparación del volumen de material necesario para producir la cantidad
de bloques requerida para una vivienda de 80 mts2.
Papel reciclado 0.00600 0.00150 Arena Roja
Cemento 0.00200 0.00050 Cemento
Arena Blanca 0.00100 0.00300 Arena Blanca
Agua 0.00068 0.00113 Agua
TOTAL 0.00968 0.00613 TOTAL
Papel reciclado 15.36 3.84 Arena Roja
Cemento 5.12 1.28 Cemento
Arena Blanca 2.56 7.68 Arena Blanca
Agua 1.728 2.88 Agua
TOTAL 24.768 15.68 TOTAL
Papel reciclado 153600 38400 Arena Roja 38400 m3 menos de Arena Roja
Cemento 51200 12800 Cemento 38400 m3 MAS de Cemento
Arena Blanca 25600 76800 Arena Blanca 51200 m3 menos Arena Blanca
Agua 17280 28800 Agua 11520 m3 menos Agua
TOTAL 247680 156800 TOTAL
VOLUMEN POR
BLOQUE (m3.)
VOLUMEN POR
BLOQUE (m3.)
VOLUMEN POR
BLOQUE (m3.)
VOLUMEN POR
BLOQUE (m3.)
VOLUMEN POR
BLOQUE (m3.)
VOLUMEN POR
BLOQUE (m3.)
Material para un bloque (m3)
Material para 1 casa de 80 m2 aprox. (2.560 bloques)
Material para 10.000 casas de 80 m2 aprox. (25.600.000 bloques)
DERECHOS RESERVADOS
Conclusiones
DERECHOS RESERVADOS
CONCLUSIONES
Basándonos en los resultados obtenidos en los ensayos realizados en esta
investigación, llegamos a la conclusión de que los bloques con la Mezcla Tipo A,
debido a que poseen mayor dosificación de arena, mostraron un mejor comportamiento
en temática de resistencia y absorción de agua con respecto a los bloques con las
Mezclas Tipo B y C.
Los resultados arrojados en los ensayos de compresión demostraron que el
bloque con la Mezcla Tipo A, no cumple con la resistencia mínima establecida en la
normativa Covenin.
Por el tipo de componentes que conforman el bloque, como es el caso del papel,
el porcentaje de absorción de agua alcanzado en el ensayo correspondiente para la
determinación de este valor fue considerablemente alto sobrepasando los límites
establecidos por la norma Covenin.
En casi la totalidad de bloques ensayados se observó que el modo de falla de
éstos se cumplía mediante su deformación, mas no a través de la fractura ó rotura del
mismo, debido a que los componentes que lo constituyen le proporcionan un índice de
elasticidad considerable.
Con respecto a la distribución de carga empleada en los bloques, se determinó
que cuando ésta era aplicada en sentido paralelo a las celdas, se obtiene un valor de
resistencia a la compresión mayor que al aplicarla en sentido perpendicular a las
mismas.
Los bloques de la Muestra Tipo A representan un consumo mucho más bajo de
materia prima proveniente del medio ambiente, ya que el papel reciclado reemplaza el
lugar representado por arena y/o arcilla en otros productos tradicionales.
DERECHOS RESERVADOS
En relación a los costos de producción y venta de bloques de este material,
éstos no varían de manera acentuada con respecto a los precios de productos
similares presentes en el mercado.
Se determinó que por ser el papel uno de los componentes principales en estos
diseños de mezcla estudiados en esta investigación, el peso del bloque es más liviano
que el peso de los bloques tradicionales, motivo por el cual se obtiene un mayor
rendimiento por m2 en mano de obra.
Habiendo realizado un estudio comparativo donde analizamos el peso por metro
cuadrado de pared utilizando bloques de papel, arena/cemento, arcilla y ALIVEN, el
bloque estudiado es un 37%, 15% y 28% respectivamente menor, lo que influye
directamente en el peso de cualquier estructura en la cual se emplee este elemento.
Teniendo en cuenta el punto anterior, se puede establecer que el uso de bloques
de papel reciclado dentro de las edificaciones, supondrán un ahorro en el costo total de
las mismas.
Una de las grandes atribuciones que ofrece el papel es su considerable
capacidad térmica, que por ser derivado de la madera establece una barrera al paso
del calor, impidiendo la entrada o salida del mismo, manteniendo así un frescor
constante. Así mismo posee propiedades de asilamiento acústico impidiendo el paso
de ruidos proporcionando un ambiente de confort.
DERECHOS RESERVADOS
Recomendaciones
DERECHOS RESERVADOS
RECOMENDACIONES
Profundizar el estudio de este tipo de investigación a fin de conocer tecnologías
sustentables y mejores técnicas para la elaboración del bloque a través de la
incorporación de materiales reciclados e innovadores y de esta forma promover
alternativas para contribuir con la búsqueda de una solución al déficit de vivienda
existente en la actualidad.
Debido a que en esta investigación la cantidad de cemento se tomo de un patrón
de diseño de mezclas anteriores, se recomienda realizar estudios futuros con el
propósito de alcanzar el diseño de mezcla idóneo, ya sea incrementando ó
disminuyendo la dosificación de cemento y arena, sin perder la ideología de consumir
la menor cantidad de materia prima proveniente del medio ambiente.
Se recomienda estudiar la posibilidad de incorporar plástico pulverizado como
material adjunto al papel reciclado para la elaboración de bloques a fin de buscar una
mezcla mucho más consistente que pueda ofrecer una mayor resistencia.
Realizar un nuevo estudio comparativo de costos con los bloques tradicionales
existentes en el mercado, una vez analizados los resultados con nuevas dosificaciones
con el objetivo de observar su factibilidad de producción.
Una vez determinada el diseño de Mezcla apropiado se debe motivar al sector
de la construcción a utilizar el bloque hecho a base de papel como elemento
constructivo para la elaboración de viviendas y cualquier tipo de edificaciones que
requieran de materiales resistentes, durables, manejables, económicos y sobre todo
ecológicos.
Aunado al punto anterior, se recomienda propiciar la ejecución de cursos de
capacitación tanto a nivel profesional como del personal obrero requerido para fabricar
DERECHOS RESERVADOS
dichos bloques, con la finalidad de diversificar este tipo de construcciones a nivel local,
regional y nacional, y así mismo, proporcionar una alternativa viable para dar solución
viable al déficit de la oferta de vivienda existente en la actualidad.
DERECHOS RESERVADOS
Referencias Bibliográficas
DERECHOS RESERVADOS
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Manual de Normas COVENIN 42-82 acerca de la “Elaboración de bloques de
concreto”.
Manual de Normas COVENIN 2-78 acerca de “Bloques de arcilla para
paredes. Edificaciones”.
Manual de Normas COVENIN 4-82 acerca de “Bloques de arcilla para losas
nervadas. Edificaciones”.
Manual de Normas ASTM E-84 acerca de “Ensayo para la determinación de
resistencia al fuego en materiales de construcción”.
Sully M. De Bourg, Martha C. Núñez O., José C. Reyes (1992). Trabajo Especial
de Grado “Ensayos y propiedades mecánicas de la mampostería simple
utilizando bloques de concreto”. Universidad del Zulia.
Milagro Barrera P, Flor Amenaida Álvarez P, Oslérida Oliveros Q (1998). Trabajo
Especial de Grado “Ensayos y propiedades mecánicas de la mampostería
simple utilizando bloques de arcilla”. Universidad del Zulia.
Anderson Lionardy, Duque Delgado (2006). Trabajo Especial de Grado
“Elaboración de bloque de concreto vibrado utilizando coque y cemento
como materia prima”. Universidad Rafael Urdaneta.
Tamayo, Mario (2009). “El proceso de la Investigación Científica”. Editorial
Limusa Noriega. Bogotá Colombia
Hernández Sampieri R (1991). “Metodología de la investigación”.
DERECHOS RESERVADOS
Ander Egg, Ezequiel (1983). “Tesis y Monografías”.
Orus Asso, Felix (1984). “Materiales de Construcción”. 7ma Edición. Editorial
Dossat, S.A.
Vezga Taborda, César (1984). “Proyecto Estructural de Edificios
Aporticados de Concreto Armado”.
Living in Paper (2010). [En línea] “Introduction to Papercrete”.
www.papercrete.com
Climablock (2009). [En línea] “La construcción inteligente”.
www.climablock.com
DERECHOS RESERVADOS
1
Anexos
DERECHOS RESERVADOS
2
Anexo N°1. Elaboracion Muestra Tipo A.
Anexo N°2. Elaboración Muestra Tipo A (moldeo).
DERECHOS RESERVADOS
3
Anexo N°3. Molde de 15 de cm de ancho utilizado para la fabricación de todos los
bloques.
Anexo N°4. Parte de la muestra total en proceso de fraguado.
DERECHOS RESERVADOS
4
Anexo N°5. Acabado de la Muestra Tipo B recién moldeada.
Anexo N°6. Mezcla durante el mezclado en trompo.
DERECHOS RESERVADOS
5
Anexo N°7. Registro de pesos y dimensiones de cada muestra.
Anexo N°8. Ensayo a compresión a los 7 días.
DERECHOS RESERVADOS
6
Anexo N°9. Deformacion de la Muestra Tipo A una vez sometida a compresión.
Anexo N°10. Bloque B-6 roto a compresión a los 7 días.
DERECHOS RESERVADOS
7
Anexo N°11. Bloque A-19 fracturado por carga a la compresión.
Anexo N°12. Bloque B-20 roto a compresión a los 28 días.
DERECHOS RESERVADOS
8
Anexo N°13. Muestras sumergidas durante 24 horas para el ensayo de absorción.
Anexo N°14. Introduccion de muestras en el horno.
DERECHOS RESERVADOS
9
Anexo N°15. Horno ventilado para el secado de las muestras.
Anexo N°16. Ensayo de resistencia al fuego.
DERECHOS RESERVADOS
10
Anexo N°17. Comportamiento de la Muestra Tipo A ante el fuego
Anexo N°18. Bloque de Arena/Cemento sometido a ensayo de compresión.
DERECHOS RESERVADOS