universidad central del ecuador … · 2.1.1 definiciÓn y aspectos tÉcnicos del mortero para ......

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

“ESTUDIO DEL USO DE RESIDUOS CERÁMICOS COMO SUSTITUTO DE

UN PORCENTAJE DEL CEMENTO PARA LA FABRICACIÓN DE

MORTEROS”

TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE:

INGENIERA CIVIL

AUTORAS:

CHICAIZA CASA CARLA ARACELY

GUERRA BASTIDAS GABRIELA JOHANNA

TUTORA: ING. LUISA PAULINA VIERA ARROBA MSc.

QUITO - 12 DE SEPTIEMBRE

2017

ii

DERECHOS DE AUTOR

iii

APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN

iv

DESIGNACION DE LECTORES

v

NOTAS DE LECTORES

vi

NOTAS DE LECTORES

vii

DEDICATORIA

A Dios, por acompañarme en el transcurso de mi carrera brindándome el impulso

para no decaer y llegar a donde me encuentro hoy.

A mis hijos Julián y Esthelita, por quienes decidí culminar mi carrera, son el motor

de mi vida y quienes han estado conmigo brindándome ese cariño único que sólo una

madre puede sentir.

A la memoria de mi madre Esthelita, por sus consejos, su alegría y su ejemplo, que

me levantaron en los momentos de desaliento y ahora desde el cielo me bendicen y

me protege, porque sé que la felicidad que ahora siento, también es la suya desde el

cielo.

A mi padre David que con su esfuerzo y dedicación ha hecho de mí una buena

persona, por ser mi apoyo incondicional y un ejemplo de valor y constancia que me

impulsa a seguir en el camino sin miedo.

A mis hermanos que son parte fundamental de mi vida, por ser una mano extendida

siempre y por conservar esos lazos de hermandad que nos caracteriza, por todos los

momentos de alegría y angustia que hemos vivido juntos.

¡A todos ustedes, mil gracias por estar siempre allí!

Carla Chicaiza Casa

viii

DEDICATORIA

Dedico este trabajo principalmente a Dios

a mis padres Rosita y Antoñito, gracias por su amor y

apoyo incondicional ya que siempre estuvieron en los

momentos más difíciles de mi vida.

A mis hermanos Boris y Gandhy quienes

estuvieron siempre guiándome y no

me dejaron nunca sola.

Gracias

Gabriela Johanna Guerra Gabriela

ix

AGRADECIMIENTO

A Dios por darme la vida y permitirme llegar a culminar una meta. A mis queridos

padres, hermanos, familiares y amigos que han depositado en mí su confianza,

teniendo esa disposición de brindarme su apoyo en cada momento de nuestras vidas.

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

Físicas y Matemática, pero sobre todo a la Carrera de Ingeniería Civil, gracias por la

acogida brindada en el transcurso de estos años. A cada uno de los docentes que con

sus conocimientos guiaron mis pasos y me enseñaron lo necesario para aplicar en

este proyecto de investigación y para ser una profesional con ética y responsabilidad.

A la tutora del proyecto de investigación, Ing. Paulina Viera por su bondad,

humildad, paciencia y entrega, ayudo con su conocimiento para que nuestro

proyecto de desarrolle de la mejor manera.

Al Ing. Jorge Santamaría y al Ing. Jorge Fraga que, con su experiencia, supieron dar

las observaciones oportunas para la culminación del proyecto.

Al Laboratorio de Ensayo de Materiales y Modelos de la Facultad de Ingeniería

Ciencias Físicas y Matemática y a su personal por la apertura al utilizar el

laboratorio, para realizar las pruebas y los diferentes ensayos de nuestro proyecto.

A todos, gracias por formar parte de mi vida.

Carla Chicaiza Casa

x

AGRADECIMIENTO

Expreso mi agradecimiento a la Universidad Central del Ecuador por haberme dado

la oportunidad de estudiar y obtener una formación profesional.

Al Laboratorio de Ensayo de Materiales y Modelos por prestar sus instalaciones para

el desarrollo de esta investigación, y en especial a su personal gracias por compartir

su conocimiento y experiencia para la realización de los ensayos.

A los señores profesores: Ing. Paulina Viera, Ing. Jorge Santamaría e Ing. Jorge

Fraga gracias por la guía en el proceso de elaboración de esta tesis.

Guerra Bastidas Gabriela Johanna

xi

CONTENIDO

DERECHOS DE AUTOR .............................................................................................. ii

APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ................................................ iii

DESIGNACION DE LECTORES ................................................................................ iv

NOTAS DE LECTORES ................................................................................................ v

DEDICATORIA ............................................................................................................ vii

AGRADECIMIENTO ................................................................................................... ix

LISTA DE FOTOGRAFÍAS ....................................................................................... xiv

LISTA DE FIGURAS ................................................................................................... xv

LISTA DE ECUACIONES ....................................................................................... xviii

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

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

CAPITULO I ..................................................................................................................... 1

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1

1.1. ANTECEDENTES ......................................................................................... 2

1.2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA .............................................................. 3

1.3. ALCANCE ..................................................................................................... 3

1.4. JUSTIFICACIÓN........................................................................................... 3

1.5. OBJETIVOS................................................................................................... 5

1.5.1. Objetivo general. ............................................................................................ 5

1.5.2. Objetivos específicos...................................................................................... 5

1.6. HIPÓTESIS .................................................................................................... 5

CAPITULO II ................................................................................................................... 6

2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ................................................................ 6

2.1 MARCO TEÓRICO ....................................................................................... 6

2.1.1 DEFINICIÓN Y ASPECTOS TÉCNICOS DEL MORTERO PARA .......... 6

MAMPOSTERÍA .............................................................................................................. 6

2.1.2. PROPIEDADES FÍSICAS, MECÁNICAS Y QUÍMICAS DEL

MORTERO .................................................................................................... 6

2.1.3. COMPONENTES DEL MORTERO ............................................................. 6

2.1.3.1. Cemento ......................................................................................................... 6

2.1.3.2. Agua ............................................................................................................... 7

2.1.3.3. Agregado fino ................................................................................................. 7

2.1.3.4. Material cerámico producido en Franz Viegener ........................................... 7

xii

2.1.4. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL MORTERO EN ESTADO

FRESCO ......................................................................................................... 9

2.1.4.1. Trabajabilidad................................................................................................. 9

2.1.4.2. Consistencia ................................................................................................. 10

2.1.4.3. Segregación .................................................................................................. 10

2.1.4.4. Exudación ..................................................................................................... 10

2.1.4.5. Tiempo de fraguado ..................................................................................... 11

2.1.5. PROPIEDADES DEL MORTERO ENDURECIDO .................................. 11

2.1.5.1. Densidad ....................................................................................................... 12

2.1.5.2. Compacidad .................................................................................................. 12

2.1.5.3. Resistencia a la compresión ......................................................................... 12

2.1.5.4. Durabilidad ................................................................................................... 12

2.1.5.5. Impermeabilidad........................................................................................... 13

2.1.5.6. Integridad ..................................................................................................... 13

2.1.5.7. Calor de hidratación ..................................................................................... 13

2.1.5.8. Tenacidad ..................................................................................................... 13

2.1.5.9. Dureza .......................................................................................................... 13

2.2. MARCO CONCEPTUAL ............................................................................ 14

2.2.1. GLOSARIO .................................................................................................. 14

2.3. MARCO REFERENCIAL ........................................................................... 16

2.4. MARCO LEGAL ......................................................................................... 18

CAPITULO III ................................................................................................................ 19

3. METODOLOGÍA ........................................................................................ 19

3.1. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y

QUÍMICAS DE LOS MATERIALES CONSTITUTIVOS DE LOS

MORTEROS ................................................................................................ 19

3.1.1. AGREGADO FINO ..................................................................................... 19

3.1.1.1. Ensayos fundamentales para caracterizar el agregado fino para el

mortero ......................................................................................................... 20

3.1.1.1.1. Colorimetría ................................................................................................. 21

3.1.1.1.2. Granulometría agregado fino ....................................................................... 22

3.1.1.1.3. Peso específico y capacidad de absorción del agregado fino ....................... 26

3.1.1.1.4. Densidad real en estado SSS ........................................................................ 28

3.1.1.1.5. Densidad aparente suelta y compactada ....................................................... 29

3.1.2. CEMENTO................................................................................................... 32

3.1.2.1. Densidad aparente del cemento .................................................................... 34

3.1.2.2. Densidad real del cemento ........................................................................... 34

3.1.2.3. Consistencia normal ..................................................................................... 36

xiii

3.1.2.4. Tiempo de fraguado del cemento ................................................................. 37

3.1.2.5. Flujo de morteros ......................................................................................... 38

3.1.3. MATERIAL CERÁMICO ........................................................................... 39

3.1.3.1. Características químicas de la cerámica producida en fv ........................... 40

3.1.3.1.1. Análisis químico de la cerámica producida en Franz Viegener ................... 40

3.1.3.2. Características físicas del polvo de cerámica ............................................... 41

3.1.3.2.1. Proceso de trituración de cerámica fv .......................................................... 41

3.1.3.3. Densidad real de la cerámica ........................................................................ 42

3.1.4. MORTERO .................................................................................................. 44

3.1.4.1. Procedimiento mezclas de mortero .............................................................. 44

3.1.4.1.1. Determinación de cantidades de materiales a utilizarse para la ................... 44

3.1.4.1.2. Diseño de las mezclas de mortero ................................................................ 46

CAPITULO IV ................................................................................................................ 47

4. DOSIFICACIÓN, ELABORACIÓN Y DETERMINACIÓN DE

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS CUBOS DE MORTEROS

REALIZADOS CON 0%, 3%,5% ,7%,10% Y 15% DE SUSTITUCIÓN

DE CEMENTO POR POLVO DE CERÁMICA ......................................... 47

4.1. Dosificación de mezcla definitiva. ............................................................... 47

4.2. Elaboración de cubos de mortero ................................................................. 48

4.2.1. Preparación de los moldes ............................................................................ 48

4.2.2. Programación de producción de cubos de mortero y ensayos ..................... 49

4.2.3. Almacenamiento en la cámara de humedad ................................................. 50

4.3. DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

MORTEROS A 1, 3,7 y 28 DÍAS DE EDAD. ............................................ 51

4.3.1. Ensayos de cubos de mortero de 50mm de arista a las edades de 1, 3, 7, y

28 días de fraguado. ..................................................................................... 52

CAPITULO V ................................................................................................................. 92

5. PRESENTACIÓN, COMPARACIÓN DE RESULTADOS

OBTENIDOS Y ANÁLISIS ECONÓMICO ............................................... 92

5.1. Presentación ................................................................................................. 92

5.2. Comparación de resultados .......................................................................... 92

5.1. Análisis económico ...................................................................................... 95

CAPITULO VI ................................................................................................................ 95

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................... 95

6.1. CONCLUSIONES ....................................................................................... 95

6.2. RECOMENDACIONES .............................................................................. 98

6.3. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................... 99

6.4. ANEXOS .................................................................................................... 103

xiv

LISTA DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 1 División Sanitarios ...................................................................................... 8

Fotografía 2 Proceso de rotura de la cerámica ................................................................. 9 Fotografía 3. Agregado Fino .......................................................................................... 19 Fotografía 4. Granulometría .......................................................................................... 24 Fotografía 5. Muestra sumergida 24 horas .................................................................... 26 Fotografía 6. Muestra seca ............................................................................................. 28

Fotografía 7. Muestra en estado SSS ............................................................................. 28 Fotografía 8. Densidad en estado SSS ........................................................................... 29 Fotografía 9.Densidad Absoluta de la Arena ................................................................. 29 Fotografía 10. Densidad Aparente Suelta de la Arena .................................................. 30 Fotografía 11.Densidad Aparente Compactada de la Arena.......................................... 30

Fotografía 12. Densidad Absoluta de la Arena .............................................................. 31 Fotografía 13. Densidad Compactada de la Arena ........................................................ 31

Fotografía 14. Densidad Absoluta del cemento ............................................................. 35

Fotografía 15. Consistencia Normal del Cemento ......................................................... 36 Fotografía 16.Tiempo de fraguado del cemento ............................................................ 37 Fotografía 17Máquina para medición de diámetros de la pasta .................................... 38

Fotografía 18Flujo de mortero para medición de diámetros. ......................................... 38 Fotografía 19. Cerámica procedente de fv ..................................................................... 41 Fotografía 20.Colocación de cerámica en máquina de abrasión ................................... 41

Fotografía 21 cerámica triturada .................................................................................... 42 Fotografía 22Densidad Real de la cerámica método Picnómetro .................................. 43

Fotografía 23Densidad real Cerámica Método Frasco Le Chatelier ............................. 42 Fotografía 24Pesaje de Cemento y Cerámica ................................................................ 47 Fotografía 25Paradas diarias de porcentajes de Cerámica y Cemento .......................... 47

Fotografía 26Pasta de mortero lista a colocar en los moldes ......................................... 48 Fotografía 27Colocación en moldes con identificación ................................................ 50

Fotografía 28Colocación en la cámara de humedad ...................................................... 50 Fotografía 29 Colocación de cubos en cubetas para curado .......................................... 51

Fotografía 30Muestras para ensayo en condición superficie seca ................................. 52

Fotografía 31Medición del área del cubo a ensayar ...................................................... 52 Fotografía 32 Colocación de muestras en máquina de ensayo ...................................... 53 Fotografía 33Ensayo a compresión................................................................................ 53 Fotografía 34 Resistencia máxima de la muestra .......................................................... 54 Fotografía 35Registro de valores máximos ................................................................... 54

Fotografía 36 Correcciones Granulométricas .............................................................. 103 Fotografía 37Proceso de cuarteo y tamizaje en la serie de Tyler ................................ 103 Fotografía 38Ensayo de densidad estado SSS agregado fino (Arena) ........................ 104 Fotografía 39Condición de humedad del agregado fino (cono de Abrams) ................ 104 Fotografía 40 Preparación de materiales para método del picnómetro ....................... 105

Fotografía 41Método del Picnómetro Densidad en estado SSS del agregado fino .... 105 Fotografía 42 Densidad aparente suelta del agregado fino .......................................... 106

Fotografía 43Densidad aparente compactada del agregado fino paso 1 ...................... 106 Fotografía 44 Densidad aparente compactada del agregado fino paso 2 ..................... 107 Fotografía 45 Flujo de mortero NTE INEN 2500........................................................ 107 Fotografía 46 Toma de diámetro de la masa de mortero ............................................. 107 Fotografía 47Elaboración de mortero con 100% cemento .......................................... 108 Fotografía 48Elaboración de la pasta de mortero NTE INEN 155 .............................. 108

xv

Fotografía 49 Colocación en los moldes y almacenamiento en la cámara de curado . 108

Fotografía 50 Desencofrado y curado .......................................................................... 109 Fotografía 51Elaboración de mortero con diferentes porcentajes de cerámica en

sustitución de cemento .................................................................................................. 109

Fotografía 52 Pesaje de materiales .............................................................................. 110 Fotografía 53Cerámica de desecho de la fábrica Franz Viegner fv ............................. 110 Fotografía 54Ensayo de resistencia a compresión 1 día de fraguado .......................... 110 Fotografía 55 Ensayo de resistencia a compresión 1 día de fraguado ......................... 111 Fotografía 56 Ensayo a Compresión ............................................................................ 111

Fotografía 57 Ensayo de resistencia a la compresión a los 3 días de edad. ................. 111 Fotografía 58 Ensayo de resistencia a la compresión a los 3 días de edad .................. 112 Fotografía 59Ensayo de resistencia a la compresión a los 28 días de edad cemento

100% ............................................................................................................................. 112 Fotografía 60 Cerámica 3% y cemento 97% ............................................................... 112

Fotografía 61 Cerámica 5% y cemento 95% ............................................................... 113

Fotografía 62 Cerámica 7%, cemento 93% ................................................................. 113

Fotografía 63 Cerámica 10% y cemento 90%. ............................................................ 113 Fotografía 64 Cerámica 15% y cemento 85% ............................................................. 114

LISTA DE FIGURAS

Figura 1Material recomendable para uso en la fabricación de morteros. ...................... 21 Figura 2 Curva Granulométrica ..................................................................................... 23

Figura 3 Curva Granulométrica ..................................................................................... 25 Figura 4 Especificaciones de resistencia a la compresión, para los cementos Tipo

GU y HE, ......................................................................................................................... 33 Figura 5 Diagrama de Flujo Proceso Preparación de Pasta de Cerámica. ..................... 40 Figura 6 Curva Resistencia Vs Porcentaje de sustitución de cerámica al 1 día de

fraguado el mortero ......................................................................................................... 63

Figura 7 Comparación de resistencias con 100% de cemento y los diferentes

porcentajes de sustitución de cerámica a1 1 día de fraguado el mortero ...................... 64

Figura 8 Curva Resistencia Vs Porcentaje de sustitución de cerámica a los 3 días de

fraguado el mortero ......................................................................................................... 72 Figura 9 Comparación de resistencias con 100% de cemento y los diferentes

porcentajes de sustitución de cerámica a los 3 días de fraguado el mortero .................. 73 Figura 10 Curva Resistencia Vs Porcentaje de sustitución de cerámica a los 7 días

de fraguado el mortero .................................................................................................... 81 Figura 11 Comparación de resistencias con 100% de cemento y los diferentes

porcentajes de sustitución de cerámica a los 7 días de fraguado el mortero. ................. 82 Figura 12 Curva Resistencia Vs Porcentaje de sustitución de cerámica a los 28 días

de fraguado el mortero .................................................................................................... 90

Figura 13 Comparación de resistencias con 100% de cemento y los diferentes

porcentajes de sustitución de cerámica a los 28 días de fraguado el Mortero. .............. 91

Figura 14 Diagrama Días De Fraguado Vs Resistencia con diferentes porcentajes

de sustitución de cemento por cerámica.......................................................................... 93 Figura 15 Resumen de resistencias según porcentaje de cerámica añadido. ................. 94

xvi

LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Consistencia de los morteros ............................................................................................8

Tabla 2 Requisitos físicos del cemento normalizados ................................................................12

Tabla 3 Límites granulométricos del árido para uso en mortero para mampostería ...................13

Tabla 4 Coordenadas UTM “Fucusucu III” ................................................................................18

Tabla 5 Escala de colores para determinar el grado de contenido orgánico. ..............................19

tabla 6 Límites granulométricos del árido para uso en mortero para mampostería………..22

Tabla 7 Curva Granulométrica Mina Fucusucu III ....................................................................23

Tabla 8 Composición de óxidos del Clinker ..............................................................................31

Tabla 9 Requerimiento especificados por ASTMC 1157 y los valores de Holcim ...................31

Tabla 10 Flujo de Mortero .........................................................................................................37

Tabla 11 Análisis Químico de cerámica triturada ......................................................................39

Tabla 12 Densidades Cemento y Cerámica ................................................................................42

Tabla 13 Cantidades de materiales a ser mezcladas de una vez, en una amasada de mortero

para elaborar seis y nueve especímenes de ensayo .....................................................43

Tabla 14 Resumen de las propiedades de los materiales, determinados mediante los ensayos

de laboratorio previamente realizados…………………………………………44

Tabla 15 Tipos de mezcla de prueba ...........................................................................................45

Tabla 16 Tipos de mezcla, cantidad de cemento y cerámica. Días de ensayo ............................46

Tabla 17 Programación de la Producción. ..................................................................................47

Tabla 18. Tolerancia admisible para la edad de ensayo de cubos ...............................................49

Tabla 19 Porcentaje de resistencia a la compresión a diferentes edades del hormigon.....…50

Tabla 20 Resistencia del mortero al 100% de cemento a 1 día. Primera Amasada ....................54

Tabla 21 Resistencia del mortero al 100% de cemento a 1 día. Segunda amasada ....................54

Tabla 22 Resistencia del mortero con 3% de cerámica a 1 día. Primera amasada ......................55

Tabla 23 Resistencia del mortero con 3% de cerámica a 1 dia. Segunda amasada .....................55

Tabla 24 Resistencia del mortero con 5% de cerámica a 1 dia. Primera amasada. .....................56

Tabla 25 Resistencia del mortero con 5% de cerámica a 1 dia. Segunda amasada. ....................56

Tabla 26 Resistencia del mortero con 7% de cerámica a 1 dia. Primera amasada. .....................57

Tabla 27 Resistencia del mortero con 7% de cerámica a 1 dia. Segunda amasada. ....................57

Tabla 28 Resistencia del mortero con 10% de cerámica a 1 dia. Segunda amasada. ..................58


Tabla 30 Resistencia del mortero con 15% de cerámica a 1 dia. Primera amasada ....................59


Tabla 32 Resumen de promedios de Resistencia a compresión simple. A 3 días de fraguado.. .60

Tabla 33 Resistencia del mortero con 100% cemento a los 3 dias. Primera amasada. ...............63

Tabla 34 Resistencia del mortero con 100% cemento a los 3 dias. Primera amasada. ...............63

Tabla 34 Resistencia del mortero con 100% cemento a los 3 dias. Segunda amasada. ..............63

xvii

Tabla 35 Resistencia del mortero con 3% de cerámica a los 3 dias. Primera amasada...............64

Tabla 36 Resistencia del mortero con 3% de cerámica a los 3 dias. Segunda amasada… .64

Tabla 37 Resistencia del mortero con 5% de cerámica a los 3 días. Primera amasada...............65

Tabla 38 Resistencia del mortero con 5% de cerámica a los 3 días. Segunda amasada. ............65



Tabla 41 Resistencia del mortero con 10% de cerámica a los 3 días. Primera amasada.............67

Tabla 42 Resistencia del mortero con 10% de cerámica a los 3 días. Segunda amasada ...........67



Tabla 45Resumen de promedios de Resistencia a compresión simple. A 7 días de

fraguado……………………………………………………………………………………..69

Tabla 46 Resistencia del mortero con 100% de cemento a los 7 días. Primera amasada ...........72

Tabla 47 Resistencia del mortero con 100% de cemento a los 7 días.Segunda amasada ...........72


Tabla 49 Resistencia del mortero con 3% de cerámica a los 7 días. Segunda amasada .............73



Tabla 52 Resistencia del mortero con 7% de cerámica a los 7 días. Primera amasada. ..............75

Tabla 53 Resistencia del mortero con 7% de cerámica a los 7 días. Segunda amasada .............75





Tabla 58 Resumen de promedios de Resistencia a compresión simple. A 7 días de

fraguado……………………………………………………………......................................78

Tabla 59 Resistencia del mortero con 100% de cemento a 28 días. Primera amasada…......81

Tabla 60 Resistencia del mortero con 100% de cemento a los 28 días.Segunda amasada....81

Tabla 61 Resistencia del mortero con 3% de cerámica a los 28 días. Primera amasada. ............82


Tabla 63 Resistencia del mortero con 5% de cerámica a los 28 días. Primera amasada ............83


Tabla 65 Resistencia del mortero con 7% de cerámica a los 28 días. Primera amasada............84

Tabla 66 Resistencia del mortero con 7% de cerámica a los 28 días. Segunda amasada ..........84

Tabla 67 Resistencia del mortero con 10% de cerámica a los 28 días. Primera amasada..........85

Tabla 68 Resistencia del mortero con 10% de cerámica a los 28 días. Segunda amasada. .......85

Tabla 69 Resistencia del mortero con 15% de cerámica a los 28 días. Primera amasada..........86

Tabla 70 Resistencia del mortero con 15% de cerámica a los 28 días. Segunda amasada. .......86

xviii

Tabla 71 Resumen de promedios de Resistencia a compresión simple. A 28 días de

fraguado…………………………………………………………………………………….87

Tabla 72 Tabla resumen……………………………………………………..…..................92

LISTA DE ECUACIONES

Ecuación 1: Compacidad ............................................................................................... 11

Ecuación 2: Modulo de Finura ..................................................................................... 22

Ecuación 3: Densidad de Volumen en Estado Seco ....................................................... 25

Ecuación 4: Densidad Aparente ..................................................................................... 26

Ecuacion 5: Capacidad de absorción .............................................................................. 26

Ecuación 6: Densidad Aparente Suelta. ......................................................................... 27

Ecuación 7: Densidad Aparente Compactada. ............................................................... 30

Ecuación 8: Densidad Aparente Suelta del Cemento. ................................................... 32

Ecuación 9: Resistencia a la Compresión ...................................................................... 58

xix

RESUMEN

TEMA: “ESTUDIO DEL USO DE RESIDUOS CERÁMICOS COMO

SUSTITUTO DE UN PORCENTAJE DEL CEMENTO PARA LA

FABRICACIÓN DE MORTEROS”

Autoras: Chicaiza Casa Carla Aracely


Tutor: Ing. Luisa Paulina Viera Arroba MSc.

En la presente investigación se estudia el uso de desechos cerámicos triturados

provenientes de la empresa Franz Viegener fv como material sustituto de cemento

para la fabricación de morteros; donde se da a conocer el mortero elaborado con

cemento al 100% y el mortero elaborado con diferentes porcentajes de cerámica

triturada (3%, 5%, 7%, 10%, 15%).

En la realización de las mezclas de mortero se usó cemento tipo GU - construcción

en general- y agregado fino procedente de San Antonio de Pichincha, mina

Fucusucu III. Se efectuó la caracterización de los materiales constituyentes del

mortero mediante ensayos normados por la ASTM (American Society Testing

Materials) y NTE (Norma Técnica Ecuatoriana). Para determinar la capacidad

resistente a la compresión del mortero se usó la norma NTE INEN (Instituto

Ecuatoriano de Normalización) 488 “Determinación de la resistencia a la

compresión de morteros en cubos de 50 mm de arista”.

PALABRAS CLAVE: MORTERO CON CERÁMICA TRITURADA /

DOSIFICACIÓN DE MORTERO / RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN /

PROPIEDADES DE MATERIALES / CEMENTO HOLCIM ROCAFUERTE

xx

ABSTRACT

THEME: “STUDY ABOUT THE CERAMIC RESIDUES AS A SUBSTITUTE

OF A PORCENTAGE OF CEMENT FOR MAKING THE MORTAR”

Authors: Chicaiza Casa Carla Aracely


Tutor: Ing. Luisa Paulina Viera Arroba MSc.

During this research the use of ceramic crushed residues was studied, they came

from the Factory Franz Viegener fv, as material that substitutes the cement for

making the mortars; where the mortar is made with cement in a 100%, and the

mortar made with different percentages of crushed ceramic (3%, 5%, 7%, 10%,

15%).

When making the mixtures for the mortar GU cement was used - General

Construction – and fine aggregate from San Antonio de Pichincha, Fucusucu III

mine. The characterization of the materials used to make the mortar was made by

using ruled essays of the ASTM (American Society Testing Materials) and the NTE

(Ecuadorian Technical Rules). In order to determine the resistance and capacity of

the compression of the mortar the rule NTE INEN (Ecuadorian Standardization

Institute) was used. 488 “Resistance setting of the compression of mortars in cubes

of 50 mm of ridge”

MAIN WORDS: CRUSHED CERAMIC MORTARS

MORTAR DOSIFICATION / COMPRESSION RESISTANCE / MATERIAL

PROPERTIES / HOLCIM ROCAFUERTE CEMENT

1

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN

El mortero es una mezcla conformada por cemento, agua y agregado fino, es una

masa homogénea usada como material de construcción. Sus principales usos son:

pegar elementos tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón y para el

revestimiento de paredes. Su uso es muy frecuente en la construcción en general, en

los últimos años ha tomado gran importancia en la ejecución de obras civiles (Rivera,

2009). Para la elaboración de mortero se utiliza cemento un material que genera alto

impacto ambiental dado el gran consumo energético que se requiere para su

producción, por lo que en la actualidad se está investigando nuevos materiales como

sustituto del cemento en el mortero, un ejemplo es la utilización de cerámica de

desecho.

Por consiguiente, el propósito de ésta investigación es de establecer la cerámica

triturada de desecho como sustituto del cemento en la elaboración de mortero para

mampostería para lo cual se tomará en cuenta que los desechos de cerámica o

porcelanato tienen componentes químicos muy semejantes a los del cemento como

son: Aluminio, Calcio, Hierro, Magnesio y Silicio. Por esta razón este estudio

indaga el comportamiento del mortero hecho con cemento al 100% y materiales

convencionales como cemento tipo GU - para construcción en general - y agregado

fino proveniente de San Antonio de Pichincha, mina Fucusucu III; con relación al

mortero no convencional al sustituir porcentajes de cemento por cerámica triturada

de desecho de la fábrica Franz Viegener.

Para establecer el porcentaje de cerámica ideal a sustituir por cemento se realizará el

ensayo de compresión simple en cubos de mortero con la aplicación de cargas en las

caras del mismo (NTE INEN 488). Con este ensayo se establecerá la mayor

resistencia a diferentes edades del mortero y con diferentes porcentajes de cerámica

como sustituto del cemento. A través de esta investigación se obtendrá el porcentaje

óptimo de sustitución de cemento por material cerámico.

https://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillo

https://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n

2

1.1. ANTECEDENTES

La cerámica es un material de la actividad de la construcción y debido a sus

características físicas y químicas puede ser reciclada y reutilizada como componentes

de un nuevo producto como mortero; caso contrario genera grande cantidades de

residuo lo cual provoca la disminución de la vida útil de las escombreras y rellenos

sanitarios (Cachago & Caguano, 2016). En la ciudad de Quito se produce alrededor

de 2000 toneladas diarias de basura (EMASEO, 2012). De ellas el 55 por ciento son

desechos orgánicos (El Telégrafo, 2015). Por lo tanto el 45 por ciento son desechos

inorgánicos en los que están incluidos los de construcción.

La fábrica Franz Viegener genera 51188 Kg de desechos al mes, éstos son

depositados en la Quebrada Las Lanzas, de allí pasan a la escombrera del Troje (F.V.

Área Andina, 2014). Los desechos de fv serán reutilizados convertidos en polvo para

sustituir al cemento como componente del mortero. Al desarrollar esta investigación

se revisó algunos proyectos elaborados en la Universidad de Cuenca, la Universidad

de Buenos Aires, Argentina; encontrándose los siguientes:

Tesis “Estudio sobre pastas y morteros de cemento portland con reemplazo por losa

sanitaria”; Silvina Zito; Edgardo Irassar; Viviana Rahhal, Año 2016 (U. Buenos

Aires, Argentina). Su objetivo es reemplazar cemento portland por losa sanitaria y

realizar ensayos que mostraron la hidratación del cemento, velocidad de fijación,

resistencia mecánica a flexión y compresión de los morteros.

Tesis: “Utilización de residuos de la fábrica de productos cerámicos del pueblo de

Calabazar como material puzolánico”. Ñauta Ñauta David Esteban, Año 2009 (U.

Cuenca- La Habana). Su objetivo es la utilización de residuos de la fábrica de

productos cerámicos del pueblo de Calabazar de la Habana –Cuba como material

puzolánico artificial. Se realizaron ensayos físicos y químicos a los diferentes

materiales.

Del resultado de estos trabajos se toma como base las diferencias químicas de la

cerámica triturada de la fábrica Franz Viegener con los materiales utilizados en sus

investigaciones ya que el análisis del material permitió conocer la composición

mineralógica y la capacidad puzolánica similar a la del cemento, así como los

porcentajes de sustitución y además tener un valor referencial de la resistencia a la

que se deseó llegar.

3

1.2.DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

La fábrica fv desecha una cantidad considerable de cerámica a los rellenos sanitarios.

Para la producción de ésta se requiere gran consumo de energía y también es

necesario una gran cantidad de materia prima. Esto además de agotar los recursos

naturales, contamina el medio ambiente, por esta razón nace la necesidad de esta

investigación, pues en el Ecuador no se ha realizado un estudio acerca de la

reutilización de cerámica desechada como material de construcción alternativo para

morteros.

1.3.ALCANCE

Con la presente investigación se pretende establecer la viabilidad de la utilización de

residuos cerámicos en forma de polvo para la sustitución parcial de cemento en la

elaboración de morteros que puedan ser utilizados en la construcción, se fabricará

morteros los cuales serán sometidos a compresión simple para obtener una

resistencia igual o mayor a 32,923 MPa (NTE INEN 488). Se determinará el

porcentaje óptimo de sustitución en el que el mortero con cerámica supera al patrón

y se analizará la variación económica entre los dos casos. De esta manera se

proporcionará información tanto a la fábrica como a nuevas investigaciones para la

toma de decisiones de optar por un producto sostenible.

1.4.JUSTIFICACIÓN

En el Ecuador la fábrica fv comercializa productos sanitarios, (inodoros, lavabos y

grifería), los cerámicos que no cumplen con una adecuada calidad son desechados

(previo quebrantamiento) y depositados a la quebrada Las Lanzas, disminuyendo la

vida útil de las mismas (Cachago & Caguano, 2016). Lo cual crea en un daño

ambiental; la presente investigación trata de usar dicha cerámica de desecho en la

elaboración de material de construcción tal como mortero, con el fin de contribuir al

mejoramiento de la calidad ambiental del distrito ya que no solo se atacaría el

problema de la falta de lugares de disposición de desechos sino también se

contribuye a la búsqueda de soluciones técnicas y viables al reutilizar material

reciclado en obras de construcción, así como minimizar el impacto ambiental

negativo.

4

Según el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos INEC en el Censo Nacional

Económico del año 2011 en los productos elaborados de las principales tres

actividades económicas del sector manufacturero en la actividad de fabricación de

productos minerales no metálicos se encuentra morteros y hormigones no refractarios

con un valor de producción en dólares de $173.128.125 y de materia prima como

Cemento Portland, y cementos hidráulicos similares de $546.197.130. Para ladrillos,

bloques y baldosas refractarios y artículos similares de construcción de materiales

cerámicos refractarios de $146.345.817 (CENEC, 2011).Con estos valores podemos

asumir que la demanda de cemento para la elaboración de mortero y hormigones es

alta. El valor de la producción de materiales cerámicos implica un coste menor; es

significativo su valor frente a los costos de morteros y hormigones. Con estos valores

se puede asumir que frente a un 100% de producción de cemento; se destinará de éste

el 31% para la elaboración de morteros y hormigones.

En Quito se producen a diario un promedio de 2000 ton de basura. El 0,43% de los

residuos sólidos urbanos corresponden a losa cerámica de desecho (EMASEO,

2012). Esta cantidad de cerámica se puede utilizar en la elaboración de morteros. Por

esta razón, la importancia del proyecto es el estudio de la elaboración del mortero

utilizando cerámica triturada de desecho en porcentajes como sustituto del cemento.

Este estudio se lo realizará revisando las propiedades mecánicas del mortero

elaborado en cubos y con el ensayo a compresión simple, con lo antes mencionado se

verificará si el mortero cumple con las resistencias establecidas en la norma a fin de

que el éste sea apto para la utilización en las obras civiles.

5

1.5.OBJETIVOS

1.5.1. Objetivo general.

Crear morteros sustituyendo parte del cemento con polvo proveniente de la

trituración de residuos cerámicos de la fábrica de sanitarios y grifería

Franz Viegener propiciando el reciclaje de los mismos.

1.5.2. Objetivos específicos

Realizar el análisis químico de los residuos de polvo de cerámica y

porcelanato con el fin de establecer sus propiedades puzolánicas.

Determinar el porcentaje recomendable de reemplazo de cemento por

polvo de cerámica para obtener un mortero de características estructurales,

mediante el diseño de morteros con diferentes porcentajes de polvo.

Determinar las propiedades físicas y mecánicas del mortero elaborado con

el polvo provenientes de la trituración de cerámica y porcelanato.

Obtener una resistencia aproximada a la establecida por la industria que es

de 32,923 MPa (Norma NTE INEN 488).

Analizar el costo de mortero elaborado convencionalmente con el mortero

elaborado con polvo de cerámica de desecho triturado.

1.6.HIPÓTESIS

La sustitución de cerámica triturada de desecho por el cemento convencional

determinará una resistencia similar o en el mejor de los casos mayor a la señalada en

la norma INEN NTE 488. La resistencia del mortero depende de los porcentajes de

cerámica que se sustituya por el cemento.

6

CAPITULO II

2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

2.1 MARCO TEÓRICO

2.1.1 DEFINICIÓN Y ASPECTOS TÉCNICOS DEL MORTERO PARA

MAMPOSTERÍA

El mortero se lo puede definir como la mezcla de un material cementante (cemento),

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

(Gutiérrez de López, 2003). La cual forma una pasta manejable que permite realizar

obras de ingeniería, Debido a las características físicas y mecánicas como son

densidad, consistencia, tiempo de fraguado y otras propiedades permite que sea un

material tan noble que se lo pueda utilizar para diferentes fines.

2.1.2. PROPIEDADES FÍSICAS, MECÁNICAS Y QUÍMICAS DEL

MORTERO

Las propiedades físicas del mortero se analizaron en su estado fresco observando la

apariencia de la mezcla y manipulando en el momento de colocar en los moldes. Las

propiedades mecánicas se determinaron en el Laboratorio de Ensayo de Materiales y

Modelos de la Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática de la

Universidad Central del Ecuador y las propiedades químicas del polvo de cerámica

triturada fueron analizadas en el laboratorio de la Facultad de Ciencias Químicas de

la Universidad Central del Ecuador. Las cuales se detallan en el Capítulo III

2.1.3. COMPONENTES DEL MORTERO

2.1.3.1.Cemento

El cemento es un material inorgánico y se lo consigue a partir de materias primas

como: piedra caliza, arenas silíceas, esquistos y mineral de hierro entre otros, se los

debe someter a un proceso industrial que comprende varias moliendas para alcanzar

un alto grado de finura, cocción a altas temperaturas en hornos especiales, control

preciso en todo proceso y cuidados ambientales. Una de las características

importantes del cemento, se produce cuando al mezclarse con una cierta cantidad de

agua forma una pasta aglomerante que tiene propiedades adhesivas y cohesivas y

junto con el agregado fino forma parte de otro material llamado mortero. (Hurtado,

2014).

7

2.1.3.2.Agua

El agua ideal para elaborar un mortero debe ser limpia, libre de aceites, ácidos, álcalis,

sales y materias orgánicas, el agua potable es adecuada para elaborar mortero porque

es idónea para el consumo humano ya que no tiene presencia de materia orgánica

(Hurtado, 2014). La calidad del agua para un buen desempeño del mortero debe ser

partícipe en el proceso de curado. Es un elemento tan importante como el cemento,

debido a que la variación de su cantidad en una mezcla permite variar propiedades

como plasticidad, asentamiento, trabajabilidad y permeabilidad.

2.1.3.3.Agregado fino

Conocido también como árido fino, es un material pétreo de origen natural o

artificial.

En los morteros se utiliza arena como agregado fino y representa aproximadamente

un 65% de su volumen total (NTE INEN 488) la forma y tamaño de las partículas

influyen en las propiedades del mortero fresco y endurecido. La arena utilizada para

esta investigación cumple con los requisitos de graduación indicados en la (NTE

INEN 873).

2.1.3.4. Material cerámico producido en Franz Viegener

La fábrica Franz Viegener constituye divisiones tanto de grifería, como sanitarios

(Ver Fotografía 1), cuenta con una Planta Industrial de 65.000 metros cuadrados y

procesos de producción totalmente integrados (FV Área Andina. S.A., 2014). El área

de sanitarios es el área encargada de la producción de artículos de porcelana sanitaria

y accesorios para baño. La pasta cerámica también llamada barbotina emplea como

materias primas: sílice, arcilla, caolín y feldespato. Cada uno de estos componentes

se agregan en la elaboración de la pasta en una cantidad determinada fijada con

anterioridad, dependiendo del volumen total de barbotina requerida. Las

operaciones principales son utilizar un tubodiluidor para mezclar arcillas y un molino

para mezclar sílices y caolines.

Se continúa con el proceso de preparación de esmaltes. El paso siguiente es el

proceso de selección de matricería donde se encarga de producir moldes y

accesorios de desmontaje para la sección de colado y secado. Continúa el proceso de

terminación y esmaltación donde se encarga de revisar las piezas provistas para la

sección de secado y colado que cumplan con las especificaciones pertinentes;

8

cuando se observan piezas con algún defecto se almacenan en coches

previamente identificados. Dichas piezas se chequean por un operario capacitado

para aquel trabajo, denominado parchador. Éste se encarga de arreglar, aprobar o no

el traslado de las piezas a esmaltación. En el proceso de esmaltación los

esmaltadores disponen de piezas aprobadas y pulidas por los terminadores. De

acuerdo a Programación y Control de la Producción PCP, ellos se encargan de

esmaltar en distintos colores las piezas (FV Área Andina. S.A., 2014).

Fotografía 1 División Sanitarios

FUENTE: Google Maps, 2016

2.1.3.4.1. Área de clasificación y Control de calidad

Tras la salida de las piezas del horno, se da un tiempo prudente para que la pieza

pueda ser manipulada y verificada, clasificándose en piezas de primera hasta de

quinta calidad, de primera a cuarta se puede hacer retoques en frio o en caliente sin

embargo la quinta calidad ya es desecho. En el área de control de calidad se realizan

pruebas, con la finalidad de verificar el funcionamiento hidráulico y técnico de los

inodoros, a la vez se hace una inspección final de las piezas para verificar aspectos

visuales, si no cumplen estas características se procede a desechar. (FV Área Andina.

S.A., 2014).

2.1.3.4.2. Forma de almacenamiento desechos y disposición final de los mismos.

En el área de disposición temporal de desechos la división de sanitarios cuenta con

un procedimiento e instructivos de los recipientes de desechos y etiquetas de

identificación. Cabe mencionar que las descargas de la división de sanitarios, se las

realizan a la Quebrada Las Lanzas. (FV Área Andina. S.A., 2014).

9

2.1.3.4.3. Cantidad promedio de desecho mensual

La cantidad de piezas que van a rotura mensualmente (Ver fotografía 2) varían

debido al mix de producción, tal es la dificultad de las piezas o por problemas

puntuales de calidad, sin embargo tomando un promedio se puede obtener una

cantidad de: 51188,40 Kg/ mes. (FV Área Andina. S.A., 2014).

Fotografía 2 Proceso de rotura de la cerámica

FUENTE: FV ÁREA ANDINA S.A., 2014

2.1.4. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL MORTERO EN ESTADO

FRESCO

El mortero fresco posee plasticidad y facilidad de poder moldearse, ya que mantiene

este estado desde el instante que se amasa hasta que inicie la reacción de fraguado

rápido.

Las propiedades en estado fresco del mortero son:

Trabajabilidad

Consistencia

Segregación

Exudación

Tiempo de fraguado

2.1.4.1.Trabajabilidad

Es la propiedad que permite un manejo fácil de mezclado, colocación y compactación de

manera homogénea, cuyas componentes (agua y partículas finas) no deben separarse

durante el transporte y el manejo del mismo. La trabajabilidad mejora con la adición de

cal, plastificantes o aireantes. (Carrasco, 2013).

10

2.1.4.2.Consistencia

La consistencia se define por la trabajabilidad de un mortero. La plasticidad es un

grado de consistencia no se debe confundir con la cohesión. Se la consigue mediante

la adición de cierta cantidad de agua que varía en función varios factores como

granulometría, cantidad de finos, empleo de aditivos, absorción de agua de la base

sobre la que se aplica, condiciones ambientales y criterio de los operarios. (Gutiérrez

de López, 2003).

SECA PLÁSTICA FLUIDA (Ver Tabla 1)

Tabla 1

Consistencia de los morteros

Fuente: https://prezi.com/uqhhlxly1ma4/morteros-y-concretos-especiales/

2.1.4.3.Segregación

Se define como la separación de los ingredientes constituyentes del mortero fresco,

dejando de ser una masa uniforme; las causas que la producen son los diferentes

tamaños de los agregados, para evitar esto, el mortero debe ser cohesivo, uniforme y

de consistencia plástica, también se debe tener una buena granulometría y tener

cuidado en la manipulación. (Silva, 2007).

2.1.4.4.Exudación

La exudación es una forma de segregación, que aparece en la superficie del mortero

recién colado en forma de partículas de agua que pueden ocasionar un aumento en la

relación a/c de la superficie, teniendo una capa débil de poca durabilidad que puede

escurrirse a través de las uniones de los encofrados.

Las principales consecuencias son:

a) Si encima de una capa de mortero queda flotando agua, al colocar la capa

siguiente quedara una zona débil, porosa, poco resistente, por lo que se

deberá extraer esa agua de sangrado o esperar que se evapore.

CONSISTENCIA % DE FLUJO

Seca 90

Plástica 110

Fluida 130

11

b) Si la evaporación del agua en la superficie del mortero es más rápida que la

velocidad de sangrado se producen agrietamientos por efectos de las

contracciones y el secado del mortero para lo cual se recomienda cubrir la

superficie con fundas de papel para evitar la evaporación.

c) Si el sangrado produce escurrimiento del agua, ésta acarrea consigo cemento,

dando como resultado un mortero poroso de baja resistencia y baja

adherencia. (Silva, 2007).

2.1.4.5.Tiempo de fraguado

Para determinar si el cemento fragua con los tiempos especificados en la norma

ASTM C 150, se efectúan pruebas usando el aparato de Vicat (ASTM C 191), (INEN

158, 2009) o la aguja de Gillmore (INEN 159, 2016). El fraguado inicial de la pasta

de cemento no debe ocurrir demasiado pronto; el fraguado final tampoco debe

ocurrir demasiado tarde. Los tiempos de fraguado indican si la pasta está

desarrollando sus reacciones de hidratación de manera normal. También influyen

sobre el tiempo de fraguado la finura del cemento, la relación agua-cemento, y los

aditivos usados. (Universidad Centroamericana “José Simeón Cañas” .s.f.).

2.1.5. PROPIEDADES DEL MORTERO ENDURECIDO

Las propiedades del mortero endurecido obedecen a la dosificación inicial y aparecen

cuando inicia el fraguado de la mezcla. Durante este proceso el mortero pasa de un

estado moldeable a un estado sólido-rígido. Las propiedades en este estado son:

Densidad

Compacidad

Resistencia a la compresión

Durabilidad

Impermeabilidad

Integridad

Calor de hidratación

Tenacidad

Dureza

12

2.1.5.1.Densidad

Es la relación que existe entre la masa y el volumen del mortero, esta propiedad

permite verificar si el mortero está siendo fabricado con las proporciones previstas, si

existe homogeneidad en la mezcla, su valor oscila entre 1.9 T/m3 a 2.00 T/m

3.

(Hurtado, 2014).

2.1.5.2.Compacidad

La compacidad es un valor ligado a la densidad, se define como la cantidad de

material sólido contenido en el conjunto de volumen de mortero. Una buena

compacidad proporciona una mayor resistencia física, química y mecánica. (Hurtado,

2014).

Se calcula con la siguiente expresión:

Compacidad:

Dónde:

Vr = Volumen real de los componentes del mortero.

Va = Volumen aparente del mortero.

2.1.5.3.Resistencia a la compresión

La resistencia a la compresión del mortero se determina en muestras cúbicas

estandarizadas de 50 mm de arista, como lo específica la norma (ASTM C 109),

(NTE INEN 488,2009). Llevadas hasta la rotura mediante cargas incrementales

relativamente rápidas, que duran unos pocos minutos. Esta resistencia se la evalúa a

los 1, 3, 7 y 28 días de fraguado bajo condiciones controladas de humedad.

2.1.5.4.Durabilidad

Se presenta como el comportamiento del mortero para oponerse a la acción agresiva

del medio ambiente u otros factores como el desgaste, prolongando la vida útil

durante y después del periodo de construcción. La acción de la intemperie en el

deterioro de las estructuras de mortero se debe en parte a la expansión y contracción

en condiciones de humedad y temperatura cambiantes. (Hurtado, 2014).

13

2.1.5.5.Impermeabilidad

Cuando se tiene un mortero compacto y uniforme, eliminando toda posibilidad de

que queden en la masa bolsas de aire, para ello debe contar con la suficiente cantidad

de cemento, agregados de buena calidad y bien gradados, dosificación adecuada, una

relación baja de agua/cemento dentro de las condiciones de obra para permitir un

excelente llenado de encofrados y recubrimiento de armaduras, a fin de impedir que

ingresen al mortero elementos agresivos.

2.1.5.6.Integridad

Se refiere a la capacidad que tiene la pasta de cemento de mantener su volumen

luego del proceso de fraguado. (Hurtado, 2014).

2.1.5.7.Calor de hidratación

Durante la reacción que se produce entre el agua y el cemento al estar en contacto se

produce un calor que se desprende, éste puede llevarse a cabo cuando el agua está en

forma de vapor, por tal motivo es importante que el cemento este protegido del

medio ambiente. (Constructor Civil, 2011).

2.1.5.8.Tenacidad

Esta característica está asociada con la resistencia al impacto del material. Está

directamente relacionada con la flexión, angularidad y textura del material (Campos,

s.f.).

2.1.5.9.Dureza

Se define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosión abrasión o en

general al desgaste. La dureza de las partículas depende de sus constituyentes.

(Campos, s.f.).

http://www.monografias.com/trabajos11/mundi/mundi.shtml

14

2.2. MARCO CONCEPTUAL

2.2.1. GLOSARIO

Reciclaje: Proceso cuyo objetivo es convertir desechos en nuevos productos o en

materia para su posterior utilización. (Secretaria del Ambiente, 2017).

Mortero.- Mezcla de diversos materiales, como cal o cemento, arena y agua, que se

usa en la construcción para fijar ladrillos y cubrir paredes. (INEN 488,2009).

Composición de los morteros: La proporción, en masa, de los materiales secos

para el mortero deben ser: una parte de cemento por 2,75 partes de arena normalizada

graduada. Se debe utilizar una relación agua – cemento de 0,485 para todos los

cementos portland y 0,460 para todos los cementos portland con incorporador de

aire. La cantidad de agua de mezclado para otros cementos que no sean portland

y portland con incorporador de aire, debe ser la necesaria, para que produzca

una fluidez de 110 ± 5. (NTE INEN 488,2009).

Cemento Tipo GU: Para construcción en general. Se lo debe utilizar cuando no se

requieren uno o más de los tipos especiales (Ver Tabla 2)

Tabla 2.

Requisitos físicos del cemento normalizados

.

FUENTE: NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 488:2009 Segunda revisión

Arena.- El árido para ser utilizado en mortero de mampostería debe consistir

TIPO DE CEMENTO

NORMA DE

ENSAYO

APLICABLE

GU HE MS HS MH LH

Finura INEN 196 A A A A A A

Cambio de longitud por

autoclave. % máximo INEN 200

0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80

Tiempo de fraguado, método

de Vicat

Inicial, no menos de, minutos

Inicial, no más de, minutos

INEN 158 45

420

45

420

45

420

45

420

45

420

45

420

Contenido de aire del mortero,

en volumen % INEN 195

c C c c c c

Resistencia a la compresión,

Mpa mínimo

1 día

3 días

7 días

28 días

INEN 488 ...

13

20

28

12

24

….

….

….

11

18

….

….

11

18

25

….

5

11

….

….

….

11

21

Calor de hidratación

7 días,

(KJ/Kg)(kcal/kg),máximo

28

días,(KJ/Kg)(kcal/kg),máximo

INEN 199 ….

…

….

…

….

…

….

…

290

(70)

…..

260

(60)

290

(70)

15

de arena natural o elaborada (Ver Tabla 3). La arena elaborada es el producto

obtenido de la trituración de la roca, grava o escorias de altos hornos de hierro

enfriada al aire, debe ser prolijamente elaborada para garantizar la graduación

adecuada (NTE INEN 2536,2010).

Tabla 3.

Límites granulométricos del árido para uso en mortero para mampostería

TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 2 536:2010

Material cerámico.- Los materiales cerámicos son materiales inorgánicos

compuestos por elementos metálicos y no metálicos vinculados químicamente.

Pueden ser cristalinos, no cristalinos o una mixtura de ambos. Poseen una alta dureza

y resistencia al calentamiento, pero son frágiles a la fractura. Se caracterizan por su

bajo peso, alta rigidez y alta resistencia al calor y al desgaste, poca fricción y posee

propiedades aislantes. (Paralieu, s.f.).

Arcilla.- Tierra constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados; es de

color blanco en estado puro, y mezclada con el agua forma una materia muy plástica

que se endurece al cocinarla. (Oxford, s.f.).

Tamiz Porcentaje pasante

Arena Natural Arena elaborada

4.75 mm (No. 4) 100 100

2.36 mm (No. 8) 95 a 100 95 a 100

1.18 mm (No. 16) 70 a 100 70 a 100

600 um (No. 30) 40 a 75 40 a 75

300 um (No. 50) 10 a 35 20 a 40

150 um (No. 100) 2 a 15 10 a 25

75 um (No. 200) 0 a 5 0 a 10

16

2.3. MARCO REFERENCIAL

Para conocer más acerca de la investigación se utilizó documentos de investigación,

algunos trabajos de grado y artículos de revistas que permitieron tener una idea más

concisa del proyecto ejecutado puesto que en el país existe varias referencias de

investigaciones para mortero.

Las cenizas de biomasa pueden sustituir al cemento en la construcción

Según un informe de un grupo de investigadores de la Escuela Politécnica de la

Universidad de Jaén en España, un estudio evalúa el efecto de la ceniza procedente

de la combustión de la biomasa o materia viva presente en un ecosistema, pueden

sustituir al cemento en la elaboración de bloques de construcción. A través de un

análisis exhaustivo de fondo para reemplazar al cemento y su posible impacto

ambiental las condiciones físicas, químicas y mineralógicas, y concluye que las

cualidades de ese producto son una opción sostenible para la construcción.

Los investigadores emplearon cenizas derivadas de la combustión de una mezcla de

residuos de extracción de aceite de orujo, residuos agrícolas y de cultivo energético,

que recogieron en recipientes donde fueron secadas y trituradas porque, según ha

explicado uno de ellos, Bartolomé Carrasco Hurtado, “cuanto más pequeñas queden,

la reactividad con el resto de materiales será mayor“. Más tarde se mezclan con

agua para desencadenar la reacción entre el óxido de silicio y el hidróxido de calcio,

lo que da como resultado los productos cementantes.

El resultado de la investigación ha sido testado bajo diversas normas nacionales e

internacionales, gracias a lo cual “hemos probado todas las proporciones de

componentes y las que cuentan con mejores propiedades son las mezclas que

incluyen la mitad de cemento Portland y la mitad de cenizas”. (VERDE, 2014).

Cemento con cenizas volcánicas

Un equipo de científicos argentinos de la Universidad Nacional de la provincia de

Río Negro de Chile logró crear ladrillos a partir de las cenizas emitidas por el volcán

Puyehue.

La arquitecta responsable del estudio enfatiza que con estos bloques armados con

ceniza volcánica se puede construir una estructura resistente. Además, desde la

Universidad Nacional del Comahue, se trabaja en el desarrollo de materiales de

http://noticias.universia.cl/en-portada/noticia/2011/06/07/833973/consecuencias-erupcion-cordon-caulle.html



17

construcción a partir de cenizas volcánicas con el fin de utilizarlas para la sustitución

parcial de cemento. (Chile, 2012).

Introducción de residuos agroindustriales como sustitutos del cemento en

bloques ecológicos

La introducción de residuos industriales como sustitutos del cemento en bloques

ecológicos de Construcción, brindan la posibilidad de establecer un amplio desarrollo

a nivel ambiental, social y económico. En una investigación se fabricaron bloques

ecológicos con dimensiones comerciales a nivel industrial, en los que se reemplazó

un porcentaje del contenido cemento por cascarilla de arroz, ceniza de la cascarilla

de arroz y ceniza volante en 10, 15 y 20 %, manteniendo constante la cantidad de

agua y arena de mezclado del bloque. Los bloques ecológicos obtenidos se

analizaron mecánicamente, y se determinó la resistencia a compresión a los 7, 28 y

45 días de curado; las resistencias se compararon con la del patrón, que consistían en

el bloque de referencia con 100% de cemento para observar las características

cementantes de las adiciones, las cuales afectan considerablemente la resistencia del

eco-bloque. (N. Fuentes Molina, 2015).

Sustitución del cemento con cenizas provenientes de la incineración del

cuesco de la palma africana para la elaboración del hormigón

El autor Ing. Daniel Aguilar graduado en la Universidad Central del Ecuador,

propone el uso de la ceniza de la incineración del cuesco de la palma africana como

sustituto parcial del cemento en el hormigón, utilizando cemento Selvalegre Tipo IP,

el cemento Tipo IP independientemente de la marca que este sea es el más

comúnmente utilizado en el Ecuador. Con lo cual obtuvo las siguientes

características: Un aumento de la trabajabilidad de la mezcla resultante; medida a

través del cono de Abrams Menor Segregación y Sangrado del hormigón con adición

de cenizas, Un evidente retraso en el tiempo de fraguado directamente proporcional

al porcentaje de ceniza utilizado. (Aguilar, 2016).

18

2.4. MARCO LEGAL

Las normas técnicas y códigos que intervienen en la investigación para el diseño de

mortero se detallan a continuación:

- Constitución de la República del Ecuador- TITULO VII.-RÉGIMEN DEL

BUEN VIVIR- Capítulo segundo-Biodiversidad y recursos naturales, Sección

primera Naturaleza y ambiente, Art.395-Art.400.

- Norma NTE INEN ASTM C109 – INEN 488

- Especificaciones INEN (Instituto Ecuatoriano de Normalización)

- NTE INEN 155:2009, CEMENTO HIDRÁULICO. MEZCLADO

MECÁNICO DE PASTAS Y MORTEROS DE CONSISTENCIA

PLÁSTICA.

- NTE INEN 156:2009, CEMENTO HIDRÁULICO. DETERMINACIÓN DE

LA DENSIDAD.

- NTE INEN 2502:2009, CEMENTO HIDRÁULICO. DETERMINACIÓN DEL

FLUJO DE MORTEROS.

- NTE INEN 157:2009, CEMENTO HIDRÁULICO. DETERMINACIÓN DE

LA CONSISTENCIA NORMAL. MÉTODO DE VICAT.

- NTE INEN 158:2009, CEMENTO HIDRÁULICO. DETERMINACIÓN

DEL TIEMPO DE FRAGUADO. MÉTODO DE VICAT.

- NTE INEN 696:2011, ÁRIDOS. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO EN LOS

ÁRIDOS FINOS.

- NTE INEN 855:2010, ÁRIDOS. DETERMINACIÓN DE LAS IMPUREZAS

ORGÁNICAS EN EL ÁRIDO FINO PARA HORMIGÓN.

- NTE INEN 856:2010, ÁRIDOS, DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD,

DENSIDAD RELATIVA (GRAVEDAD ESPECÍFICA) Y ABSORCIÓN DEL

ÁRIDO FINO.

19

CAPITULO III

3. METODOLOGÍA

En esta investigación se realizó un mortero con los siguientes materiales:

Cemento Holcim Rocafuerte tipo GU-uso general-

Agua potable de la Red del Distrito Metropolitano de Quito (DMQ)

Arena de la mina Fucusucu III

Polvo de cerámica triturada de desecho de la fábrica Franz Viegener.

En la mezcla se sustituyó un porcentaje de polvo de cerámica por el cemento

convencional con el fin de obtener una resistencia igual o superior a la resistencia

promedio establecida en la norma NTE INEN 488 (ASTM-109).

3.1. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y

QUÍMICAS DE LOS MATERIALES CONSTITUTIVOS DE LOS

MORTEROS

3.1.1. AGREGADO FINO

Se utilizó el agregado fino de la mina proveniente de la concesión minera “Fucusucu

III” código 4214(Ver Fotografía 3) con una superficie de 25 Ha mineras, se ubica al

Norte de la ciudad de Quito en la Parroquia San Antonio de Pichincha.

La arena tiene una tonalidad blanquecina azulada y es fina con presencia de algunas

partículas gruesas, se verificó si cumplen con los límites granulométricos para la

elaboración de mortero y se realizó algunos ajustes que se detallarán más adelante.

Fotografía 3. Agregado Fino

Fuente: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela, (2016)

20

Ubicación de la mina Fucusucu III (Ver Tabla 4)

Tabla 4.

Coordenadas UTM “Fucusucu III”

PUNTOS LONGITUD LATITUD

PP 786000 10004300

1 786500 10004300

2 786000 10003800

3 786500 10003800

Informe Semestral de Producción Área “Fucusucu III”

(Período Julio – Diciembre 2014). UTM PSAD 56

3.1.1.1. Ensayos fundamentales para caracterizar el agregado fino para el

mortero

Los ensayos del agregado fino que se realizó para verificar si es apto para elaborar el

mortero son:

Colorimetría NTE INEN 866; ASTM C-40

Granulometría NTE INEN 696; ASTM C-136

Capacidad de absorción NTE INEN 856; ASTM C-128

Densidad de volumen en estado SSS NTE INEN 856; ASTM C-128

Densidad aparente suelta y compactada NTE INEN 858; ASTM C-29

Contenido de humedad NTE INEN 856; ASTM C-128

21

3.1.1.1.1. Colorimetría

El ensayo se ejecutó con el agregado fino (arena) y permite mostrar la presencia de

compuestos orgánicos nocivos para la fabricación de mortero los cuales pueden

afectar sus características. El ensayo se realizó de acuerdo a la norma (NTE INEN

855,2010) y ASTM C-40, el cual consiste en dejar una muestra de arena en una

solución al 3% de concentración de Hidróxido de sodio (sosa caústica) de la cantidad

de agua a utilizar por 24 horas. Se dispuso de los siguientes materiales:

Arena proveniente de la mina Fucusucu III (aproximadamente 500 g).

Botellas graduadas de vidrio, de 350 cm3 de capacidad, con tapón hermético.

Solución de hidróxido de sodio al 3% (solución de sosa caustica).

Tabla de colores.

El ensayo consistió en graduar la botella hasta los 130 ml y 200 ml respectivamente,

para colocar la muestra de arena hasta la primera marca y el resto de solución de sosa

caustica hasta completar los 200 ml luego de agitarla, posteriormente se le tapa el

frasco y se deja reposar durante 24 horas. Al día siguiente se observó la coloración

de la solución y se valoró con una tabla de colores la misma que contiene 5

intensidades que van desde un color claro transparente hasta una coloración oscura

(Ver Tabla 5).

Tabla 5:

Escala de colores para determinar el grado de contenido orgánico.

FIGURA

COLOR

CARACTERÍSTICAS

1 Blanco claro a transparente Arena de muy buena calidad por no contener

materia orgánica, limo o arcillas.

2 Amarillo pálido Arena de poca presencia de materia orgánica,

limos o arcillas. Se considera de buena calidad.

3 Amarillo encendido Contiene materia orgánica en altas cantidades.

Puede usarse en hormigones de baja resistencia.

4 Café Contiene materia orgánica en concentraciones

muy elevadas. Se considera de mala calidad.

5 Café chocolate Arena de muy mala calidad. Existe demasiada

materia orgánica, limos o arcilla. No se usa.

Fuente: COLORIMETRIA.Comparador de color normalizado.

Los resultados de este ensayo se observa en Figura 1.

22

Figura 1Material recomendable para uso en la fabricación de morteros.

ORIGEN: Mina Fucusucu III

FECHA: 3 de Octubre de 2016. REALIZADO POR: CHICAIZA CARLA

MUESTRA: 1

MUESTRA: 2


MATERIAL RECOMENDABLE PARA USO EN LA FABRICACIÓN DE MORTEROS

Arena de muy buena calidad por no contener materia orgánica, limo o arcillas.

FIGURA: 1 (UNO)

FIGURA: 1 (UNO)



NORMA: NTE INEN 855; ASTM C-40



DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS

ENSAYO DE COLORIMETRÍA EN AGREGADO FINO


Análisis.- La arena de la mina Fucusucu III obtiene el color de la figura 1 (Ver Tabla

5) es decir arena de muy buena calidad por no contener materia orgánica, limo o

arcillas.

3.1.1.1.2. Granulometría agregado fino

La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado,

se lo realiza de acuerdo a la norma (NTE INEN 696, 2011). Tal como se determina

por análisis de tamices (norma ASTM C 136). Se tiene diferentes tipos de

granulometría:

Bien gradada.- Se obtiene cuando el agregado presenta una distribución

uniforme de mayor a menor.

Mal gradada.- No hay una continuidad entre el porcentaje de cada tamiz.

Uniforme.- Se presenta cuando el agregado tiene partículas del mismo

tamaño.

Abierta o Discontinua.- Se produce cuando en ciertos tamices no se ha

retenido material.

a) Análisis granulométrico

Este estudio consiste en hacer pasar una muestra representativa del agregado por una

serie de tamices que se colocan uno sobre otro con la mayor abertura hacia arriba y

los de menor hacia abajo, con el fin de determinar la distribución de tamaños del

agregado. Los tamices son básicamente unas mallas de abertura cuadrada, que se

encuentran estandarizadas por la norma ASTM.

23

El análisis granulométrico estará completo si se añade los siguientes parámetros:

b) Curva Granulométrica

Después del tamizado de la muestra, los resultados obtenidos se representan en un

gráfico en el que en las ordenadas se colocan los porcentajes que pasan acumulado

por cada tamiz y, en las abscisas en escala logarítmica la abertura de los mismos (Ver

Figura 2). Las curvas granulométricas permiten identificar rápidamente si estos

tienen exceso de fracciones gruesas o finas o la presencia de discontinuidades en la

distribución por tamaños. (Garzón M. 2010). Para detalle de resultados ver Figura 3.

Figura 2 Límites de Curva Granulométrica

GARZÓN MARCO. Investigación sobre el módulo de Elasticidad del Mortero. Pág. 10

c) Módulo de Finura

Es un parámetro que refleja de forma práctica el grosor del material y se obtiene de

la suma de los porcentajes retenidos acumulados de la series de tamices especificado

que cumplan con la relación 1:2 desde el tamiz Nº100 en adelante hasta el tamaño

máximo presente y dividido en 100 (Garzón M. 2010). La fórmula es:

Módulo de Finura:

El módulo de finura para la arena utilizada en la presente investigación se encuentra

en las hojas de ensayo de agregado fino. Para detalle ver Anexo 2 (ENSAYO DE

GRANULOMETRÍA EN AGREGADOS FINOS PARA MORTEROS)

24

d) Tamaño Nominal

Para su uso se clasifica las arenas por su tamaño. A tal fin se les hace pasar por unos

tamices que van reteniendo los granos más gruesos y dejan pasar los más finos.

(Garzón M. 2010).

e) Correcciones granulométricas

Consiste en ajustar la granulometría de un agregado según límites establecidos (Ver

tabla 6); cuando la curva no cumple los límites se mezcla con otros agregados o

determinando por tamizado los tamaños presentes y mezclándolos según el peso

requerido en cada tamiz. Los ajustes se realizan basándose en la tabla de límites

granulométricos para elaborar morteros (Hurtado 2014).

Tabla 6.

Límites granulométricos del árido para uso en mortero para mampostería

NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 2 536:2010

En esta investigación se realizó el tamizado (Ver Fotografía 4) es decir ajustes

granulométricos hasta conseguir una mezcla homogénea, trabajable y capaz de

alcanzar una resistencia a la compresión eficiente.

Fotografía 4. Granulometría


Tamiz Porcentaje pasante

Arena Natural Arena elaborada

4.75 mm (No. 4) 100 100

2.36 mm (No. 8) 95 a 100 95 a 100

1.18 mm (No. 16) 70 a 100 70 a 100

600 um (No. 30) 40 a 75 40 a 75

300 um (No. 50) 10 a 35 20 a 40

150 um (No. 100) 2 a 15 10 a 25

75 um (No. 200) 0 a 5 0 a 10

25

Los resultados del ensayo se expresan en Tabla 7 y Figura 3.

Tabla 7

Curva Granulométrica Mina Fucusucu III

TAMIZ RETENIDO (g) % % LÍMITES

PARCIAL ACUMULADO RETENIDO PASA ESPECÍFICOS

Nº 4 0 0 0 100 100

Nº 8 2,4 2,4 0 100 95 -100

Nº 16 26,1 28,5 5 95 70 - 100

Nº 30 103,4 131,9 25 75 40 - 75

Nº 50 160,1 292 56 44 20 - 40

Nº 100 164,9 456,9 88 12 10 - 25

Nº 200 57 513,9 99 1 0 - 10

BANDEJA 5,6 519,5 100 0 0

Elaborado por: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela, (2016)

Figura 3 Curva Granulométrica


Análisis.- La arena Mina Fucusucu III presenta una granulometría con tendencia al

grueso y con exceso de finos (que pasa el tamiz 200) por lo que se usó el material

retenido desde el tamiz 16 hasta el tamiz 50, para conseguir limites granulométricos

según la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 2536.

0

20

40

60

80

100

Nº 200 Nº 100 Nº 50 Nº 30 Nº 16 Nº 8 Nº 4 3/8"

MA

TE

RIA

L Q

UE

PA

SA

(%

)

TAMICES

CURVA GRANULOMÉTRICA

CURVA GRANULOMÉTRICA LÍMITE INFERIOR LÍMITE SUPERIOR

TENDENCIA AL FINO

TENDENCIA AL GRUESO

26

3.1.1.1.3. Peso específico y capacidad de absorción del agregado fino

El ensayo se lo realizó según la norma (NTE INEN 856, 2010) se debe tomará una

muestra representativa de agregado fino de aproximadamente 500 ± 10 g, esta muestra

debe estar totalmente seca, para poder sumergirla en agua por un periodo de 24 h ± 4 h

(Ver Fotografía 5), con el propósito de llenar con agua sus poros. Finalizado este período

se retira la muestra del agua y se seca el agua superficial de las partículas hasta que se

encuentre en estado SSS (saturado superficialmente seco) y se determina su masa.

Luego, se coloca la muestra en un recipiente volumétrico (picnómetro) y se determina el

volumen de la muestra por el método gravimétrico o volumétrico; finalmente, la muestra

se seca al horno y se determina nuevamente su masa. (Ver fotografía 6).

Fotografía 5. Muestra sumergida 24 horas


Con los valores de masa obtenidos y mediante fórmulas que se especifican en la norma

(NTE INEN 856,2010), se procedió a calcular la densidad, la densidad relativa (gravedad

específica) y la absorción del agregado grueso.

a) Densidad en estado SSS

La densidad en estado sss se define como la relación que existe entre el peso seco de

la masa del material y el volumen que ocupa lo poros saturables y no saturables

(INEN 856, 2010). (Ver Fotografía 7).

Densidad de Volumen en Estado Seco:

Donde Ps= Peso seco de la masa m

Vm= volumen ocupado por la masa m

Vp= volumen de los poros (saturables y no saturables)

27

b) Densidad aparente:

La densidad aparente está definida como la relación que existe entre el peso de la

masa del material y el volumen que ocupan las partículas de ese material incluidos

todos los poros saturables y no saturables. (Ingeniería Civil, 2008).

Densidad aparente:

Donde Ps= peso seco de la masa m

Vm= volumen ocupado por la masa m

c) Capacidad de absorción

La capacidad de absorción en los agregados consiste en el porcentaje de agua que

puede absorber un agregado seco para pasar a la condición de saturado con superficie

seca, que se determina después de sumergir el material por 24 horas en agua,

conforme a las normas ASTM C-127 Y C-128 (INEN 856,2010). Se la determina

mediante la fórmula:

(

En la realización de este ensayo se necesita:

Masa de agregado en estado S.S.S.

Recipientes metálicos

Horno de secado

Balanza (A = ± 0.01g)

La cantidad de material se coloca en el horno a 110°C y se determina su masa a las

24 horas, con esto se obtiene la masa seca de la muestra. Se determina la capacidad

de absorción para el agregado fino de acuerdo a la norma (NTE INEN 856,2010);

ASTM C-127.

28

Fotografía 6. Muestra seca


Fotografía 7. Muestra en estado SSS


La capacidad de absorción representativa de la muestra fue de 2,52%.

Análisis.-La arena de la mina Fucusucu III por su bajo incremento de la capacidad de

absorción en porcentaje que se obtuvo en la masa del agregado, indica que es un

buen material, se logró determinar que el agregado aportará agua en una mínima

dosis que se debe tener en cuenta.

3.1.1.1.4. Densidad real en estado SSS

Para el agregado fino se utiliza la norma: (NTE INEN 856,2010) y ASTM C-128.

Los materiales utilizados son:

Arena (aproximadamente 500 g)

Picnómetro

Molde metálico troncocónico

Pisón metálico

Balanza

29

Después de haber sumergido la arena durante 24 horas, se procede a secar hasta

cuando el material se disgrega al levantar el molde metálico troncocónico, habiendo

anteriormente compactado con 25 golpes mediante el pisón metálico (Ver Fotografía

8). Posteriormente determinamos el peso del picnómetro, y procedemos de igual

manera a pesar el conjunto arena + agua + picnómetro y a calcular la densidad de la

arena conforme a la norma (Ver Fotografía 9).

Fotografía 8. Densidad en estado SSS


Fotografía 9.Densidad Absoluta de la Arena


La densidad representativa de este ensayo fue de 2,61g/cm3

La densidad de volumen en estado SSS está dentro del rango de los agregados de

masa normal que es de 2,4 a 2,8

lo cual indica que no es un material poroso ya

que los valores no fueron menores, las partículas livianas afectan la manejabilidad de

la mezcla y dan mala apariencia, el valor obtenido por tanto es apta para la mezcla.

3.1.1.1.5. Densidad aparente suelta y compactada

Se describe como la relación que existe entre la masa del material y el volumen del

recipiente que la contiene, incluyendo todos los poros saturables y no saturables; ya

que a través de este ensayo se obtiene las densidades sueltas y compactadas que

30

sirven para determinar la cantidad en peso de agregado requerido para un volumen de

mortero. El ensayo está estandarizado por la Norma ASTM C-29 (NTE INEN 858,

2010). Se lo realiza de la siguiente manera: Para determinar la densidad aparente

suelta, se dispone de un recipiente de volumen y masa conocido y se procede a

llenarlo sin ningún tipo de vibración es decir en forma suelta (Ver Fotografía 10),

luego se enrasa (Ver Fotografía 11) y pesa, se realiza el mismo procedimiento 5

veces para obtener un promedio. Para detalle de resultados ver Anexo 2. (Ensayo de

Densidad Aparente Suelta y Compactada del Agregado Fino).

Fotografía 10. Densidad Aparente Suelta de la Arena


Fotografía 11.Densidad Aparente Compactada de la Arena


Para determinar de la densidad compactada, con el mismo recipiente se llenará en

tres capas de agregado y a cada una de estas capas se le da 25 golpes con una varilla

(Ver fotografía 12), luego se enrasa (Ver fotografía 13), se pesa y se obtiene la masa

del conjunto, se realiza este proceso por 5 veces para obtener un promedio. El

31

tamaño del recipiente y de la varilla depende del tipo y tamaño de agregado; de

acuerdo a la norma. Se aplica las siguientes fórmulas para la obtención de las

densidades:

Fotografía 12. Densidad Absoluta de la Arena


Fotografía 13. Densidad Compactada de la Arena


Los resultados representativos de este ensayo fueron: densidad aparente suelta

1.48g/cm3 y densidad aparente compactada 1.60 g/cm

3 los valores de la densidad se

encuentra dentro del rango especificado para un agregado fino que es entre 1,2 a 1,76

es decir es apto, si se encuentra fuera del rango el contenido de vacíos varía y

afecta la demanda y las proporciones de mortero en el diseño de la mezcla. (Ver

anexo 2)

32

3.1.2. CEMENTO

El mercado del cemento está repartido en el país entre Holcim, Cementos

Chimborazo, Selva Alegre y Guapán, con una producción de aproximadamente 5.2

millones de toneladas anuales. El tiempo, la forma de almacenaje y el medio

ambiente son los factores más comunes que ocasionan variación en la calidad de la

pasta, ya que cuando este material se almacena durante un cierto tiempo por ejemplo

en fundas de papel, existe la posibilidad de que las partículas que conforman el

cemento se unan formando grumos, lo cual afecta la calidad de este material.

(Lideres, 2015).

El cemento Holcim es el más comercializado en Ecuador, tiene su planta en

Guayaquil con lo cual cubre la demanda en la zona costera de nuestro país. Además

cuenta con una sucursal principal en Latacunga lo que facilita el despacho de

material a la Sierra centro del Ecuador.La producción de cemento cuenta con una

planta ubicada en el km 18.5 de la vía a la costa en la ciudad de Guayaquil y una

molienda en Latacunga. Dispone de un laboratorio que monitorea

constantemente el cemento que se produce desde la extracción de la caliza hasta

su almacenamiento y envasado. (El Comercio, 2015). Para la presente investigación

se utilizó el cemento Holcim Rocafuerte Tipo GU (Para construcción en general) por

sus características según la norma vigente NTE INEN 2380 equivalente a la ASTM-

C1157.

PROPIEDADES PRINCIPALES DEL CEMENTO TIPO GU

El estudio de las propiedades físicas, químicas y mecánicas del cemento a usar en la

presente investigación es de mucha importancia, ya que de este depende las

características y propiedades de la pasta cementante y posteriormente del mortero

(Ver Tabla 8).

Tabla 8

Composición de óxidos del Clinker

Fuente: Ficha Técnica de HOLCIM

Componentes Fórmula Porcentaje

Oxido de Calcio CaO 35-40

Dióxido de Silicio 20-30

Oxido de

Aluminio

7-14

Oxido Férrico 5-12

33

El cemento Holcim permite alcanzar fácilmente las resistencias a la compresión

requeridas a todas las edades. En condiciones normales se pueden obtener

resistencias a la compresión entre 45 y 50 MPa (Ver Figura 4). Se ha tomado en

cuenta la resitencia del cemento Holcim (Ver Tabla 9), porque la resistencia del

mortero debe ser similar a los requerimientos del cemento.

Tabla 9.

Requerimiento especificados por ASTMC 1157 y los valores de Holcim

Rubro

Valores Físicos

INEN 152 INEN 2380

HOLCIM

ECUADOR

TIPO I TIPO II GU HE HS GU HE

Resistencia 1 día (Mpa), no

menos que - - - 12 - 11 15

Resistencia 3 días (Mpa), no

menos que 12 10 13 24 11 19 25

Resistencia 7 días (Mpa), no

menos que 19 17 20 - 18 24 32

Resistencia 28 días (Mpa),

no menos que 28 28 28 - 25 32 39 http://www.holcim.com.ec/fileadmin/templates/EC/doc/folletos/Evolucion_normasHEC.pdf

Figura 4 Especificaciones de resistencia a la compresión, para los cementos Tipo

GU y HE,

Fuente: Ficha Técnica de HOLCIM

34

3.1.2.1. Densidad aparente del cemento

La densidad aparente suelta del cemento se define como la relación entre la masa del

material y el volumen que ocupa en un recipiente determinado, en el que se incluye

todos los poros permeables y los vacíos entre partículas de cemento.

Para la realización de este ensayo se requiere de los siguientes materiales:

Masa de cemento

Recipiente de volumen y masa conocido.

Varilla

Balanza (A = ± 0.1 g)

Se procede a colocar el recipiente sobre una superficie lisa y bien nivelada y

posteriormente se coloca el cemento procurando que no haya ningún tipo de

vibración, se enrasa y se pesa el conjunto. (INEN 156, 2009).

Se aplica la siguiente fórmula para la determinación de la densidad aparente suelta

del cemento:

Los resultados de este ensayo fueron Densidad Aparente del Cemento 0.92

g/cm³ éste se utilizó como dato en las mezclas de prueba ya que una

reducción en los tamaños de partícula, produce generalmente una resistencia

compresiva más alta y arbitrariedades tales como demandas de agua.

También se tomó como dato de comparación con el polvo de cerámica con el

cual se sustituyó en la investigación.

3.1.2.2. Densidad real del cemento

La densidad real del cemento varía muy poco de unos cementos a otros, oscilando

entre 2.9 y 3.15 gr/cm3. Esta propiedad consiste en establecer la relación entre una

masa de cemento (gr) y el volumen (ml) de líquido que ésta masa desplaza en el

frasco.

Esta propiedad se determina mediante dos métodos:

1. Método de Le-Chatelier

2. Método del Picnómetro

35

El método consiste en colocar una masa de cemento, conocida y seca, en el interior

de un recipiente previamente lleno de líquido (que no reacciona con el cemento)

hasta un nivel marcado. El cemento introducido desplaza el líquido hasta un segundo

nivel que queda dentro de una escala graduada y permite conocer, por lectura directa,

el volumen de la masa de cemento. Este valor se usa luego para calcular la densidad.

Este ensayo esta normado por la NTE INEN 156 Y ASTM C-188.

Densidad del Cemento

Se basará en la norma (NTE INEN 156, 2009). Para la determinación de la densidad del

cemento se debe realizar una relación entre una masa de cemento y el volumen de

líquido no reactivo en este caso gasolina que esta masa desplaza en el frasco de Le

Chatelier (Ver Fotografía 14). La masa que se utiliza para el ensayo es de alrededor de

64 g; el ensayo se debe de realizar a una temperatura de 22°C ± 2°C y a una humedad

mayor al 50%.

Fotografía 14. Densidad Absoluta del cemento


Análisis.- El valor de la densidad real del cemento fue 2.71 g/cm³ (método de

Picnómetro) y 2.86 g/cm³ (Método de Lechatelier) es menor a la normada, que está

entre 2.9 Y 3.2

y por tanto es mejor ya que a menor densidad mejora la

trabajabilidad de los morteros.

36

3.1.2.3. Consistencia normal

Es conveniente determinar primero el contenido de agua que la pasta de cemento

necesita para producir una pasta normal, en la determinación del principio y final del

fraguado del cemento, es decir el contenido de agua que el cemento necesita para

adquirir una consistencia normal. Para la determinación del tiempo en que la pasta

empieza y termina de fraguar se utiliza el aparato de Vicat, este instrumento tiene

como objetivo aplicar una aguja con un peso adicional sobre la superficie de la pasta

hasta que la aguja penetre una cierta profundidad en un determinado tiempo (Ver

Fotografía 15).

La pasta se considera de consistencia normal cuando la sonda penetra 10mm±1mm a

los 30 segundos de haber sido liberada. En este tipo de ensayo, se deberá tener

mucho cuidado con el tiempo, ya que cuando el cemento entra en contacto con el

agua, empieza el proceso de fraguado; por lo que, la comprobación con el aparato de

Vicat, debe realizarse en periodos regulares; de tal manera que no sea erróneo el

tiempo de llegada hasta la consistencia normal. Este ensayo esta normalizado por la

ASTM C-188 y NTE INEN 0156:09 2R.

Fotografía 15. Consistencia Normal del Cemento


Análisis.- La consistencia normal del cemento determinó la cantidad de agua

requerida del 28.5% con una penetración de 10mm; para preparar la pasta de

cemento para el tiempo de fraguado y flujo de mortero.Cuando se mezcla un

cemento con una cantidad apropiada de agua, de tal modo que se obtenga una

37

consistencia definida (consistencia normal), se obtiene una masa plástica que

conserva su plasticidad durante un tiempo determinado.

3.1.2.4. Tiempo de fraguado del cemento

Este ensayo permite determinar el tiempo de fraguado del cemento que será utilizado

para la fabricación del hormigón permeable, a través del aparato de Vicat. Según la

norma (NTE INEN 158, 2009), “la determinación de los tiempos de fraguado se realiza

en pastas de cemento hidráulico de consistencia normal”, preparadas de acuerdo a la

(NTE INEN 157, 2009). Es decir la pasta debe estar en consistencia normal; esta pasta

debe estar en un cuarto de curado donde inicia el proceso de fraguado. Se realizan

penetraciones periódicas en la pasta utilizando la aguja de Vicat de 1 mm de diámetro. El

tiempo de fraguado inicial, es el tiempo transcurrido entre el contacto inicial del cemento

con el agua y el instante en el cual la penetración medida o calculada es de 25 mm. El

tiempo de fraguado final Vicat, es el tiempo transcurrido entre el contacto inicial del

cemento con el agua y el instante en el cual la aguja no deja una impresión circular

completa en la superficie de la pasta. (Ver Fotografía 16).

Fotografía 16.Tiempo de fraguado del cemento


Análisis.- El tiempo de fraguado inicial fue de 105min y el fraguado final de 300 que

está dentro del rango especificado, el fraguado determinara el tiempo del que se dispone

para la composición, transporte, colocación en obra y compactación correcta de los

morteros.

38

3.1.2.5. Flujo de morteros

Este ensayo se realizará según la norma (NTE INEN 2502, 2009). (Ver Fotografía 17),

para determinar el flujo de mortero de un cemento hidráulico, el método de ensayo

indicado en esta norma se basa en la medición y cálculo en porcentaje del incremento del

diámetro de la base de la masa de mortero de cemento hidráulico, medido en la mesa de

flujo, producido por la acción de 25 caídas en 15 segundos (Ver Fotografía 18).

Fotografía 17Máquina para medición de diámetros de la pasta


Fotografía 18Flujo de mortero para medición de diámetros.


39

Los resultados se muestran (Tabla 10)

Tabla 10

Flujo de Mortero

DOSIFICACIÓN

CEMENTO 500.00 g

ARENA 1375.00 g

AGUA 300.00 g

DIÁMETRO

1ER LÍNEA 270.00 mm

2DA LÍNEA 280.00 mm

3RA LÍNEA 270.00 mm

4TA LÍNEA 290.00 mm

RELACIÓN A/C 0.60

FLUJO DE

MORTERO 111.00 %


Análisis.- La fluidez está dentro del rango recomendado para la consistencia media la

fluidez obtenida debe estar entre 110 +/- 5% la cual determina la cantidad necesaria de

agua que necesita un mortero de cemento para su homogeneización entre el cemento y el

árido (arena) con esta cantidad de agua el mortero puede sacar gran eficacia en la mezcla

y posterior obra a ejecutar, esto más el respectivo curado.

3.1.3. MATERIAL CERÁMICO

El material cerámico es de carácter inorgánico obtenida por materia prima mineral,

no metálica, que ha sido moldeado en frío y de modo irreversible por la acción de la

temperatura mediante cocción a altas temperaturas. La materia prima son las arcillas,

otros materiales son incorporados bien de manera natural o artificial, durante el

proceso de elaboración, y hacen variar las propiedades fundamentales de las arcillas,

convirtiéndola en una mezcla versátil de diversas calidades. (Paralieu, s.f.).

El polvo de cerámica es un material que tiene una excelente resistencia a las altas

temperaturas, a los abrasivos y a los productos químicos. Son muy duras y sus

densidades son bajas, la cerámica que se utilizará en el proyecto será de la fábrica

Franz Viegener fv por lo cual se expone las características principales de ésta:

40

3.1.3.1. Características químicas de la cerámica producida en fv

Área de procesos cerámicos (Ver Figura 5)

Figura 5 Diagrama de Flujo Proceso Preparación de Pasta de Cerámica.

PREPARACION DECARGA

SUSPENCION DESILICCE

PREPARACIONMEZCLA DEARCILLAS

BARBOTINAVIRGEN

MEZCLA VIRGENDEVOLUCION

BARBOTINAPRODUCCION

BARBOTINADEVOLUCION

MATERIA PRIMA

VERIFICAR NIVEL DETINAS

FUENTE: FV ÁREA ANDINA S.A., 2016

3.1.3.1.1. Análisis químico de la cerámica producida en Franz Viegener

La cerámica producida en la fábrica fv fue llevada a un proceso de análisis químico

para comprobar la información antes expuesta; la que se realizó en el laboratorio de

Química de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Central del Ecuador

con los siguientes resultados (Ver Anexo 3):

Los resultados se exponen en la (Tabla 11)

Tabla 11.

Análisis Químico de cerámica triturada.

RESULTADOS

PARÁMETROS UNIDADES RESULTADOS MÉTODOS

Aluminio mg/kg 596,2 ABSORCIÓN ATÓMICA

Calcio mg/kg 798,3 ABSORCIÓN ATÓMICA

Hierro total mg/kg 637,04 ABSORCIÓN ATÓMICA

Magnesio mg/kg 91,6 ABSORCIÓN ATÓMICA

*silicio % p/p 22 COLORIMÉTRICO MERCK Laboratorio de Ingeniería Química UCE (2016)

*: Ensayo a la cerámica no acreditado al Laboratorio por la entidad competente.

41

3.1.3.2. Características físicas del polvo de cerámica

Previamente se quebrantó la cerámica (Fotografía 19) y luego se lo obtuvo el polvo

a través del ensayo de Abrasión mediante el uso de la Maquina de los Ángeles en la

que se trituró el material hasta lograr una granulometría equivalente a la del cemento

es decir que pasará el tamiz número 200.(Geodiseño,2016).

3.1.3.2.1. Proceso de trituración de cerámica fv

El método utilizado es con la Máquina de los Ángeles, consiste básicamente en

colocar una cantidad especificada de agregado dentro de un tambor cilíndrico de

acero que está montado horizontalmente (Fotografía 20). Se añade una carga de bolas

de acero y se le aplica un número determinado de revoluciones. El choque entre el

agregado y las bolas da por resultado la trituración.

Fotografía 19. Cerámica procedente de fv


Fotografía 20.Colocación de cerámica en máquina de abrasión


42

El ensayo realizado en la cerámica triturada fue La densidad real método del

Picnómetro y Le Chatelier los cuales serán comparados con el del cemento debido

que por éste componente se va a remplazar dentro de la elaboración del mortero por

lo cual también se necesita saber las características físicas que se logró al triturarlo

en la máquina de los Ángeles (Fotografía 21), y las propiedades químicas con el

análisis para comprobar los componentes de la cerámica.

Fotografía 21 cerámica triturada


3.1.3.3. Densidad real de la cerámica

Se tomará como guía la norma (NTE INEN 156; 2009). Sostiene la misma metodología

que para el cemento; establece que para la determinación de la densidad se debe realizar

una relación entre una masa de cerámica y el volumen de líquido no reactivo en este caso

gasolina que esta masa desplaza en el frasco de Le Chatelier (Ver Fotografía 22) y

también se lo realizará en el Picnómetro (Ver Fotografía 23). A continuación se detallan

los resultados de los ensayos.

Fotografía 22Densidad real Cerámica Método Frasco Le Chatelier


43

Fotografía 23Densidad Real de la cerámica método Picnómetro


Análisis.- El valor de la densidad absoluta de la cerámica fue 2.56 g/cm3 y es menor a la

del cemento por tanto mejor ya que a menor densidad aumenta la trabajabilidad de los

morteros.

Comparación de propiedades físicas entre el cemento y el polvo de cerámica de fv

Al realizar los ensayos en la cerámica y el cemento se ejecutó una interpretación de

los resultados obtenidos para conocer las diferencias o semejanzas que se localizó o

el comportamiento de los dos materiales. El análisis de resultados se muestra en las

tablas siguientes:

Tabla 12

Densidades Cemento y Cerámica

Densidad Cemento Holcim Densidad Cerámica fv

Frasco Le Chatelier Picnómetro Frasco Le Chatelier Picnómetro

2,86 g/cm³ 2,71 g/cm³ 2,56 g/cm³ 2,56 g/cm³


El cemento Holcim posee una densidad relativa a la comercial y cumple con los

parámetros que rige la norma y la cerámica de fv su densidad es menor esto quiere

decir que la relación masa – volumen disminuye por lo que el material tiene poca

trabajabilidad y necesitará más agua para la mezcla.

44

3.1.4. MORTERO

3.1.4.1. Procedimiento mezclas de mortero

El procedimiento para la realización de las mezclas de mortero se resume en los

siguientes pasos:

a) Mezclas de prueba.-El método de diseño para la fabricación de las mezclas de

prueba se obtiene del Método del ASTM C-109 NTE INEN 488 y el ensayo

de Flujo NTE INEN 2502, con la finalidad de utilizar el más conveniente y

que cumpla con los requerimientos. Se elaboran un número reducido de

cubos de mortero para cada método y se ensaya a una edad de 7 días,

dependiendo de los resultados y si los cubos cumplen con la resistencia

establecida para ese tiempo se procede a la elaboración de las mezclas

definitivas con el método que proporcione la resistencia a la compresión más

alta.

b) Mezclas definitivas.- Con la dosificación definitiva, se procede a la

realización de las mezclas definitivas para la fabricación de cubos de mortero

con diferentes porcentajes de cerámica en sustitución de cemento, para luego

del respectivo curado determinar las propiedades mecánicas mediante el

ensayo de compresión del mortero.

3.1.4.1.1. Determinación de cantidades de materiales a utilizarse para la

Elaboración de mortero normalizado NTE INEN 488:2009

Con la caracterización del agregado, el cemento y la cerámica, se procede al cálculo

de las dosificaciones de las mezclas de prueba, para lo cual se utilizará como valores

base los descritos en la norma NTE INEN 488. (Ver Tabla 13)

Tabla 13

Cantidades de materiales a ser mezcladas de una vez, en una amasada de mortero

para elaborar seis y nueve especímenes de ensayo:

Material

NUMERO DE

ESPECÍMENES

6 9

Cemento, g 500 740

Arena, g 1375 2035

Agua,

-Portland(a/c= 0,485)

-Portland con incorporador de aire (a/c=0,460

-Otros(para un flujo de 110+/- 5)

242

230

-------

359

340

------

NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 488:2009 Segunda revisión

45

Para realizar las mezclas de mortero se tomará en cuenta la caracterización de los

materiales realizada con anterioridad, de la cual se hace un resumen (Ver Tabla 14).

Tabla 14

Resumen de las propiedades de los materiales, determinados mediante los ensayos

de laboratorio previamente realizados:

ARENA

Densidad Aparente suelta: 1,48 g/cm³

Densidad Aparente Compactada: 1,60 g/cm³

Densidad superficie saturada seca: 2,61 g/cm³

Capacidad de Absorción: 2.52 %

Módulo de Finura: 2.57

CEMENTO

Densidad Real del Cemento: 2,86 g/cm³

Densidad Aparente del Cemento: 0,92 g/cm³

CERÁMICA

Densidad Real de Cerámica: 2,56 g/cm³

Densidad Aparente de Cerámica: 0,90 g/cm³ Fuente: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela, (2016)

COMPOSICIÓN DE LOS MORTEROS

Según la norma (NTE INEN 488, 2009). La proporción, en masa, de los materiales

secos para el mortero normalizado deben ser: una parte de cemento por 2,75 partes

de arena normalizada graduada. Se debe utilizar una relación agua – cemento de

0,485 para todos los cementos portland y 0,460 para todos los cementos portland con

incorporador de aire. La cantidad de agua de mezclado para otros cementos que no

sean portland y portland con incorporador de aire, debe ser la necesaria, para que

produzca una fluidez de 110% ± 5%, determinada según el punto y se debe expresar

como un porcentaje de la masa de cemento.

Para la elaboración del amasado debe realizarse mecánicamente según el

procedimiento descrito en la norma (NTE INEN 155, 2009) Se toma como datos

iniciales las cantidades de 500g de cemento y 1375g de arena a lo cual se aplica una

cantidad de agua como describe en la norma de 242,5 g. cuya relación a/c = 0.485.

Se procede a realizar el ensayo de mezclado como lo describe la norma (NTE INEN

155, 2009) .Se coloca la mezcla en la mesa de flujo para realizar el ensayo y se

determina el porcentaje de flujo de masa con lo cual se obtiene un resultado dentro

46

del rango de aceptación que es 110% ± 5 .El mortero obtenido no tuvo buena

trabajabilidad por lo que se procedió a aumentar la cantidad de agua.

3.1.4.1.2. Diseño de las mezclas de mortero

Al realizar el diseño de mezclas se tomará en cuenta unos pasos muy importantes

para llegar a obtener una dosificación óptima que tenga como resultado una buena

trabajabilidad en estado fresco y una excelente resistencia cuando ya haya fraguado.

Para conseguir estos resultados se debe asegurar que las partículas de agregado,

cemento y agua logren una mezcla homogénea, si el agregado no cumple este

requerimiento se debe hacer algunas correcciones granulométricas que se mencionará

más adelante.

Para las mezclas de prueba se decidió fabricar un número mínimo de 3 cubos con

cada método de diseño y se procede a ensayar a la compresión a la edad de 7 días y

definir cuál es el método que proporciona la resistencia más alta a esa edad. Se

realizó otras mezclas de prueba agregando una cantidad mayor de agua y con

diferentes tipos de agregado fino, con lo cual se tiene los siguientes resultados (Ver

Tabla 15).

Tabla 15

Tipos de mezcla de prueba realizados

IDENTIFICACIÓN DE LA MEZCLA RELACIÓN

A/C

EDAD

DÍAS

RESISTENCIA

MPa

SAN ANTONIO-TODA GRANULOMETRÍA 0.70 7 25.90

SAN ANTONIO TODA GRANULOMETRÍA 0.65 7 25.86

SAN ANTONIO – RETENIDO EN TAMIZ 50 Y 16 0.60 7 26.28

SAN ANTONIO-RETENIDO HASTA TAMIZ

#4

0.70 7 23.23


La resistencia más alta se obtuvo con la mezcla de 300g de agua es decir la relación

a/c=0.60; y con una corrección granulométrica utilizando el agregado fino retenido

desde el tamiz # 50 hasta el tamiz # 16 es decir evitando las fracciones finas que

pueden disminuir la resistencias que puede tratar de limos y evitando las fracciones

gruesas que limitan la trabajabilidad y la buena adherencia de los componentes; se

adquiere una mezcla con porcentajes dentro de los rangos establecidos por la norma

(NTE INEN 155, 2009).con la cual se procede a realizar las mezclas de mortero.

47

CAPITULO IV

4. DOSIFICACIÓN, ELABORACIÓN Y DETERMINACIÓN DE

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS CUBOS DE MORTEROS

REALIZADOS CON 0%, 3%,5% ,7%,10% Y 15% DE SUSTITUCIÓN DE

CEMENTO POR POLVO DE CERÁMICA

4.1. Dosificación de mezcla definitiva.

El diseño de mezcla definitivo se obtiene después del ensayo a compresión simple a

los 7 días de fraguado, se conoce que la dosificación idónea para la mezcla con

excelentes características físicas y mecánicas es de San Antonio con relación a/c de

0.60 y correspondiente a la resistencia de 26.28 MPa a los 7 días como se indica en la

Tabla 15 .Se procede a pesar las cantidades de cerámica a sustituir por el cemento

(Fotografía 24). La cerámica triturada de reciclaje que se utilizó en la investigación

será de 3%, 5%,7%,10% y 15% en relación al 100% de cemento según la cantidad

requerida bajo la norma NTE INEN 488. (Fotografía 25); con las cuales se

determinará cual es la opción óptima de sustitución es decir la que dará mayor

resistencia al mortero.

Fotografía 22Pesaje de Cemento y Cerámica


Fotografía 23Paradas diarias de porcentajes de Cerámica y Cemento


48

Fotografía 24Pasta de mortero lista a colocar en los moldes


4.2. Elaboración de cubos de mortero

Los cubos estándar para mortero se fabrica utilizando moldes metálicos o de bronce

de forma cúbica de 50mm de arista, en los cuales se coloca el mortero fresco como lo

menciona la norma NTE INEN 488. Para las mezclas definitivas se realizará una

cantidad de 12 cubos por cada tipo de mezclado es decir 2 amadas de 6 cubos cada

una como lo especifica la Tabla 16.

Tabla 16.

Tipos de mezcla, cantidad de cemento y cerámica. Días de ensayo

AMASADAS CUBOS CEMENTO CERÁMICA ENSAYO

N° CANTIDAD % % DÍAS

2 12 100 0 1,3,7,28

2 12 97 3 1,3,7,28

2 12 95 5 1,3,7,28

2 12 93 7 1,3,7,28

2 12 90 10 1,3,7,28

2 12 85 15 1,3,7,28


4.2.1. Preparación de los moldes

Los moldes de mortero se dispusieron con el propósito de obtener resultados

confiables, por lo que se realizó la producción de las amasadas para un porcentaje en

el mismo día a fin de tener las condiciones similares de temperatura y ambiente,

tomando en cuenta las siguientes consideraciones prácticas: Los moldes de los cubos

y vigas deben estar engrasados y ajustados.

Para evitar las pérdidas de humedad en el mortero por efectos de temperatura

ambiental o fuertes corrientes de aire, en lo posible se debe realizar en un lugar

fresco y bajo techo. Se debe tener muy en cuenta estas consideraciones en el

49

laboratorio, ya que pequeños cambios en las condiciones iniciales de los agregados

pueden ocasionar resultados erróneos.

4.2.2. Programación de producción de cubos de mortero y ensayos

Para la realización de los cubos de mortero se realizó la programación basado en las

necesidades y factores previos para su elaboración como se detalla en la Tabla 17.

Tabla 17

Programación de la Producción.

FECHA HORA ACTIVIDADES

14/11/2016

08:00

Preparación y pesaje de las cantidades de agregado, cemento y

agua para la elaboración de la mezcla patrón para 2 amasadas

que serán ensayadas en 7 y 28 días.

09:00

Elaboración de mortero con las cantidades de materiales

requeridas y las especificaciones de amasado descritas en la

norma NTE INEN 155. Se utilizó 2 máquinas mezcladoras para

hacer 2 amasadas a la misma vez.

9:20

Colocación de la mezcla en los moldes de cubos de mortero con

la indicación del apisonando manual que establece la norma

INEN 488, identificación y almacenaje en la cámara de curado.

10:00 Limpieza del equipo utilizado (mezcladora, tazón, apisonador,

paleta).

10:30

Preparación y pesaje de las cantidades de agregado, cemento,

cerámica y agua para la elaboración de la mezcla al 3% de

cerámica que serán ensayadas en 7 y 28 días.

11:30



norma NTE INEN 155. Se usará 2 máquinas mezcladoras para


12:00





paleta).

14:00

Preparación y pesaje de las cantidades de agregado, cemento,

cerámica y agua para la elaboración de la mezcla al 3% de

cerámica que serán ensayadas a 1 y 3 días.

14:30



norma NTE INEN 155. Se usará 2 máquinas mezcladoras para


15:00





paleta).


50

Este procedimiento se realiza durante 20 días fin de concluir con la elaboración de

cubos según las características especificadas de sustitución de cerámica y días de

fraguado. Después de la fabricación de las mezclas, se procede a colocar el mortero

en los moldes previamente engrasados con su respectiva identificación para evitar

confusiones (Fotografía 27), y posteriormente se almacenan en la cámara de curado

por un tiempo de 24 horas.

Fotografía 25.Colocación en moldes con identificación


4.2.3. Almacenamiento en la cámara de humedad

Conforme a la norma INEN 488 una vez que se completó el moldeo, se colocó las

muestras de ensayo en el gabinete húmedo o cámara de curado (Fotografía 28), se

mantuvo todas las muestras de ensayo sobre las placas de base de 20 a 72 horas, con

las caras superiores expuestas al aire húmedo, pero protegidas contra la caída de

gotas de agua. Se desencofró los especímenes de los moldes de 20 a 24 horas

después, se dejaron en las estanterías del gabinete húmedo o cámara de curado hasta

que se complete este tiempo (24 horas), luego las muestras que no van a ensayarse a

las 24 horas se sumergieron en agua saturada con cal, (Fotografía 29) dentro de

tanques de almacenamiento construidos de materiales resistentes a la corrosión. El

agua de almacnamiento debe mantenerse limpia cambiándola cuando se requiera.

Fotografía 26 Colocación en la cámara de humedad


51

Fotografía 27 Colocación de cubos en cubetas para curado


Tabla 18

Tolerancia admisible para la edad de ensayo de cubos.

FUENTE: NTE INEN 488

4.3. DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

MORTEROS A 1, 3,7 y 28 DÍAS DE EDAD.

Se determinará con similitud al porcentaje de resistencia alcanzado por el hormigón.

Por tanto se tomará como fuente la Tabla 19.

Tabla 19.

Porcentaje de resistencia a la compresión a diferentes edades del hormigón.

f’c

DÍAS %(±5) MPa

1 30 % 9

3 60 % 18

7 77 % 23

28 95 % 30

Fuente: Ficha Técnica Holcim Rocafuerte

Estos valores de resistencia a distintas edades se tomarán de referencia para el

mortero y así llegar a la objetivo.

Edad de ensayo Tolerancia admisible

24 horas +/- ½ hora

3 días +/- 1 hora

7 días +/- 3 horas

28 días +/- 12 horas

52

4.3.1. Ensayos de cubos de mortero de 50mm de arista a las edades de 1, 3, 7, y

28 días de fraguado.

En esta investigación se utilizó como parámetro de referencia la Tabla 28 de

porcentajes de resistencia del hormigón, se consideró un porcentaje similar a los 7

días con 77% ±5% de la resistencia deseada a los 28 días. Para realizar el ensayo a

compresión se ejecutó pasos previos citados en la norma INEN 488 como se describe

a continuación: Se retiró del gabinete húmedo las muestras para los ensayos de 24

horas, 3, 7 o 28 días, esto se hizo en una sola vez debiendo mantenerse cubiertas con

un paño húmedo hasta el momento del ensayo (Ver fotografía 30). Cada muestra

permaneció en una condición de superficie seca debiendo eliminarse los granos

sueltos de arena u otras incrustaciones, de las caras que estarán en contacto con los

bloques de apoyo de la máquina de ensayo. Se debió controlar las caras aplicando

una regla, si hay una curvatura apreciable, se debe esmerilar la cara o caras, hasta

lograr superficies planas o se descarta la muestra.

Fotografía 28Muestras para ensayo en condición superficie seca


Se colocó la muestra en la máquina de ensayo, bajo el centro del cabezal de apoyo

superior, de manera que la carga se aplique a dos caras del cubo previamente

medidas y que estaban en contacto con las superficies planas del molde (Fotografía 31).

Fotografía 29Medición del área del cubo a ensayar


53

Se llevó el cabezal asentado en una esfera hasta que hizo contacto uniforme con la

superficie del espécimen (Fotografía 32). Se aplicó carga con un incremento

uniforme de velocidad entre los cabezales superior e inferior hasta alcanzar una carga

sobre el espécimen entre el rango de 900 a 1.800 N/s, Se registró la carga total

máxima indicada por la máquina de ensayo (Fotografía 33).

Fotografía 30 Colocación de muestras en máquina de ensayo


Fotografía 31Ensayo a compresión


54

4.3.1.1.Método de ensayo a compresión.

Resistencia a la compresión.- Se calcula dividiendo la carga máxima de falla,

tomada en el ensayo, para el área de la sección transversal del cubo.

Dónde:

f´c = Resistencia a la compresión del espécimen, en MPa.

P = Máxima carga aplicada, en N.

A= Área de la cara axial del espécimen, en mm2.

Fotografía 32 Resistencia máxima de la muestra


Fotografía 33Registro de valores máximos


Con la ecuación de resistencia a la compresión (Ec. 10) se procedió a calcular la

resistencia de cada espécimen según la carga registrada (Fotografía 34), edad de

fraguado y porcentaje de cerámica aplicado.

55

Se realizó 2 amasadas de 6 cubos cada una, los cubos con una muestra patrón es

decir 100% cemento con las cantidades sugeridas por la norma y analizadas por el

ensayo de flujo de mortero y en el ensayo a compresión simple a un día de fraguado,

los resultados se muestran en las Tablas 20 y 21.

Los datos de comportamiento de mortero se muestran en un diagrama resumen de

resistencia del mortero a un día de fraguado con los porcentajes sustituidos de

cerámica por cemento convencional (Ver Fig. 6 &7).

56

Tabla 20

Resistencia del mortero al 100% de cemento. Primera Amasada

ENSAYO DE MORTERO

100%

CEMENTO 1 DÍA

CARGA APLICADA

(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,20 cm

2810 10,30 MPa. a= 5,15 cm

MUESTRA 2

l= 5,20 cm

2790 10,12 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 3

l= 5,30 cm

2910 10,56 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 4

l= 5,20 cm

2800 10,16 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,20 cm

2820 10,23 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

2880 10,66 MPa a= 5,20 cm

RESISTENCIA PROMEDIO 10,34 MPa


Tabla 21

Resistencia del mortero al 100% de cemento. Primera Amasada

ENSAYO DE MORTERO

100%

CEMENTO 1 DÍA

CARGA APLICADA

(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,20 cm

2830 10,37 MPa a= 5,15 cm

MUESTRA 2

l= 5,20 cm

2810 10,20 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 3

l= 5,30 cm

2890 10,49 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 4

l= 5,20 cm

2800 10,16 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,20 cm

2860 10,38 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

2890 10,69 MPa a= 5,20 cm



57

Cubos con 3% de cerámica y 97% cemento, ensayo a 1 día los datos se muestran en

las Tablas 22 y 23.

Tabla 22.

Resistencia del mortero con 3% de cerámica. Primera amasada

ENSAYOS DE MORTERO 3 %

CERÁMICA 1 DÍA CARGA APLICADA (kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,10 cm

2850 10,71 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 2

l= 5,20 cm

2920 10,95 MPa a= 5,03 cm

MUESTRA 3

l= 5,14 cm

2620 9,77 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

2840 10,47 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,13 cm

2870 10,52 MPa a= 5,22 cm

MUESTRA 6

l= 5,13 cm

2710 10,14 MPa a= 5,11 cm



Tabla 23

Resistencia del mortero con 3% de cerámica. Segunda amasada


CERÁMICA 1 DIA CARGA APLICADA (kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,10 cm

2790 10,48 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 2

l= 5,20 cm

2900 10,88 MPa a= 5,03 cm

MUESTRA 3

l= 5,14 cm

2710 10,10 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

2840 10,47 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,13 cm

2930 10,74 MPa a= 5,22 cm

MUESTRA 6

l= 5,13 cm

2750 10,29 MPa a= 5,11 cm


PROMEDIO TOTAL 10,46 MPa


58

Cubos con 5% de cerámica y 95% cemento los datos expresados en las Tablas 24 y

25.

Tabla 24

Resistencia del mortero con 5% de cerámica. Primera amasada.

ENSAYOS DE MORTERO

5%

CERÁMICA 1 día

CARGA APLICADA

(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,10 cm

2840 10,93 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 2

l= 5,10 cm

2700 10,39 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 3

l= 5,10 cm

2750 10,58 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 4

l= 5,10 cm

2820 10,85 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 5

l= 5,00 cm

2730 10,51 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

2760 10,21 MPa a= 5,20 cm



Tabla 25

Resistencia del mortero con 5% de cerámica. Segunda amasada

ENSAYOS DE MORTERO

5% CERÁMICA 1 día CARGA APLICADA (kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,10 cm

2840 10,93 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 2

l= 5,10 cm

2700 10,39 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 3

l= 5,10 cm

2750 10,58 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 4

l= 5,10 cm

2820 10,85 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 5

l= 5,00 cm

2730 10,51 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

2760 10,21 MPa a= 5,20 cm


PROMEDIO TOTAL 10,58 MPa Elaborado por: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela, (2016)

59

Cubos con 7% de cerámica y 93% cemento, los datos expresados en las Tablas 26 y

27.

Tabla 26



CERÁMICA 1

DÍA CARGA APLICADA

(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1 l= 5,03 cm

3010 11,38 MPa a= 5,16 cm


3020 11,57 MPa a= 5,10 cm


3000 11,50 MPa a= 5,11 cm


3030 11,17 MPa a= 5,20 cm


3000 11,06 MPa a= 5,21 cm


3010 11,25 MPa a= 5,13 cm



Tabla 27

Resistencia del mortero con 7% de cerámica. Segunda amasada.



MUESTRA 1

l= 5,03 cm

3000 11,34 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 2

l= 5,02 cm

3100 11,88 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 3

l= 5,01 cm

3060 11,73 MPa a= 5,11 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

3030 11,17 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,11 cm

3040 11,20 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 6

l= 5,12 cm

3050 11,39 MPa a= 5,13 cm



60

Cubos con 10% de cerámica y 90% de cemento, ensayo a compresión simple a 1 día

de fraguado, datos expresados en las Tablas 28 y 29.

Tabla 28




MUESTRA 1

l= 5,18 cm

3280 11,95 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 2

l= 5,04 cm

3270 12,48 MPa a= 5,10 cm


3320 12,21 MPa a= 5,21 cm


3260 12,06 MPa a= 5,18 cm


3290 12,29 MPa a= 5,13 cm


3320 12,33 MPa a= 5,18 cm



Tabla 29




MUESTRA 1

l= 5,18 cm

3250 11,84 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 2

l= 5,04 cm

3260 12,45 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 3

l= 5,12 cm

3310 12,18 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

3350 12,39 MPa a= 5,18 cm

MUESTRA 5

l= 5,12 cm

3260 12,18 MPa a= 5,13 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

3270 12,15 MPa a= 5,18 cm




61

Cubos con 15% de cerámica y 85% de cemento, ensayo a compresión simple a 1 día

de fraguado datos expresados en las Tablas 30 y 31.

Tabla 30


ENSAYOS DE MORTERO

15 %

CERÁMICA

1

DÍA

CARGA

APLICADA

(kg)

RESISTENCIA


3210 11,69 MPa a= 5,20 cm


3190 12,18 MPa a= 5,10 cm


3150 11,59 MPa a= 5,21 cm


3180 11,77 MPa a= 5,18 cm


3210 11,99 MPa a= 5,13 cm


3260 12,11 MPa a= 5,18 cm

RESISTENCIA

PROMEDIO 11,89 MPa Elaborado por: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela, (2016)

Tabla 31


ENSAYOS DE MORTERO

15 %


MUESTRA 1

l= 5,18 cm

3130 11,40 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 2

l= 5,04 cm

3110 11,87 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 3

l= 5,12 cm

3150 11,59 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

3100 11,47 MPa a= 5,18 cm

MUESTRA 5

l= 5,12 cm

3120 11,66 MPa a= 5,13 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

3150 11,70 MPa a= 5,18 cm



62

Con los datos obtenidos se elabora un resumen del promedio de los cubos

ensayados, obteniéndose como resultado un promedio total los siguientes datos:

Tabla 32

Resumen de promedios de Resistencia a compresión simple. A 1 día de

fraguado.

PORCENTAJE DÍA 1

0% 10.361 MPa

3% 10.461 MPa

5% 10.578 MPa

7% 11.387 MPa

10% 12.209 MPa

15% 11.751 MPa


Con lo que se elabora un diagrama resumen observado en la Fig.6 y una

comparación en diagrama de barras de la Fig.7.

63

Figura 6 Curva Resistencia Vs Porcentaje de sustitución de cerámica al 1 día de fraguado el mortero

ORIGEN: CANTERA SAN ANTONIO

FECHA: 07 de Noviembre de 2016. REALIZADO POR: CHICAIZA CARLA

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA



ENSAYO DE COMPRESION DE CUBOS DE MORTERO


10,361 10,46110,578

11,387

12,209

11,751

10,000

10,500

11,000

11,500

12,000

12,500

0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16%

RESI

STEN

CIA

(MPa

)

PORCENTAJE CERÁMICA

RESISTENCIA DE MORTERO A 1 DIA DE FRAGUADO UTILIZANDO 0%,3%,5%,7%,10% Y 15% DE CERAMICA

TRITURADA COMO SUSTITUTO DE CEMENTO


64

Figura 7 Comparación de resistencias con 100% de cemento y los diferentes porcentajes de sustitución de cerámica a1 1 día de

fraguado el mortero








1 2 3 4 5 6

0% 3% 5% 7% 10% 15%

10,361 10,461 10,57811,387

12,209 11,751

RESI

STEN

CIA

(MPa

)


RESISTENCIA A 1DÍA DE FRAGUADO


65

Se realizó el mismo procedimiento anterior en la elaboración de cubos que serán

ensayados a compresión simple a la edad de 3 días de fraguado.

Cubos 100% cemento ensayo a 3 días de fraguado, datos expresados en Tablas 33y

34.

Tabla 33

Resistencia del mortero con 100% cemento a los 3 días. Primera amasada.

ENSAYOS DE MORTERO 100%

CEMENTO 3 DÍAS CARGA APLICADA (kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,1 cm

4740 18,02 MPa a= 5,06 cm

MUESTRA 2

l= 5,1 cm

5060 18,94 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 3

l= 5,1 cm

4790 18,00 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 4

l= 5,2 cm

4560 16,87 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 5

l= 5,13 cm

4690 17,59 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 6

l= 5,12 cm

4850 18,23 MPa a= 5,1 cm



Tabla 34

Resistencia del mortero con 100% cemento a los 3 días. Segunda amasada.

ENSAYOS DE MORTERO

100%

CEMENTO 3 días CARGA APLICADA

(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,1 cm

4650 17,68 MPa a= 5,06 cm

MUESTRA 2

l= 5,1 cm

4490 16,81 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 3

l= 5,1 cm

4790 18,00 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 4

l= 5,2 cm

4780 17,69 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 5

l= 5,13 cm

4690 17,59 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 6

l= 5,12 cm

4850 18,23 MPa a= 5,1 cm

RESISTENCIA

PROMEDIO 17,67 MPa



66

Cubos con 3% de cerámica y 97% cemento, ensayo a 3 días de fraguado, datos

expresados en las Tablas 35 y 36.

Tabla 35

Resistencia del mortero con 3% de cerámica a los 3 días. Primera amasada.


CERÁMICA 3 días CARGA APLICADA (kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,13 cm

4500 17,15 MPa a= 5,02 cm

MUESTRA 2

l= 5,02 cm

5140 19,55 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 3

l= 5,14 cm

4860 17,84 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,14 cm

4610 16,92 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,12 cm

4870 18,45 MPa a= 5,06 cm

MUESTRA 6

l= 5,04 cm

4920 18,60 MPa a= 5,15 cm



Tabla 36

Resistencia del mortero con 3% de cerámica a los 3 días. Segunda amasada.

ENSAYOS DE MORTERO

3 %


MUESTRA 1

l= 5,13 cm

4620 17,60 MPa a= 5,02 cm

MUESTRA 2

l= 5,02 cm

4870 18,52 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 3

l= 5,14 cm

4860 17,84 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,14 cm

4840 17,77 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,12 cm

4870 18,45 MPa a= 5,06 cm

MUESTRA 6

l= 5,04 cm

4920 18,60 MPa a= 5,15 cm




67

Cubos con 5% de cerámica y 95% cemento, ensayo a 3 días de fraguado, los datos


Tabla 37

Resistencia del mortero con 5% de cerámica a los 3 días. Primera amasada

ENSAYOS DE MORTERO

5% CERÁMICA 3 días CARGA APLICADA (kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,16 cm

4950 18,10 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 2

l= 5,20 cm

4830 17,80 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 3

l= 5,14 cm

4920 18,06 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,20 cm

4940 17,93 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,20 cm

4880 18,06 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 6

l= 5,14 cm

4930 18,10 MPa a= 5,20 cm



Tabla 38

Resistencia del mortero con 5% de cerámica a los 3 días. Segunda amasada

ENSAYOS DE MORTERO

5%


MUESTRA 1

l= 5,16 cm

4890 17,88 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 2

l= 5,20 cm

4830 17,80 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 3

l= 5,14 cm

4890 17,95 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,20 cm

4900 17,78 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,20 cm

4880 18,06 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 6

l= 5,14 cm

4920 18,06 MPa a= 5,20 cm

RESISTENCIA

PROMEDIO 17,92 MPa



68



Tabla 39


ENSAYO DE MORTERO 7 %

CERÁMICA

3 días CARGA APLICADA

(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,03 cm

5450 20,60 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 2

l= 5,02 cm

5000 19,16 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 3

l= 5,01 cm

5080 19,47 MPa a= 5,11 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

5210 19,20 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 5

l= 5,11 cm

5280 19,46 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 6

l= 5,12 cm

5120 19,13 MPa a= 5,13 cm

RESISTENCIA

PROMEDIO 19,50 MPa


Tabla 40




MUESTRA 1

l= 5,03 cm

5320 20,11 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 2

l= 5,02 cm

5230 20,05 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 3

l= 5,01 cm

5130 19,66 MPa a= 5,11 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

5230 19,28 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 5

l= 5,11 cm

5260 19,39 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 6

l= 5,12 cm

5210 19,46 MPa a= 5,13 cm



69



Tabla 41


Tabla 42


ENSAYOS DE MORTERO

10 % CERÁMICA 3 días CARGA APLICADA (kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,2 cm

5890 21,67 MPa a= 5,13 cm

MUESTRA 2

l= 5,11 cm

5670 21,22 MPa a= 5,13 cm

MUESTRA 3

l= 5,09 cm

5690 21,42 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 4

l= 5,15 cm

5710 20,72 MPa a= 5,25 cm

MUESTRA 5

l= 5,2 cm

5790 21,26 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 6

l= 5,08 cm

5690 21,34 MPa a= 5,15 cm





MUESTRA 1

l= 5,2 cm

5990 22,03 MPa a= 5,13 cm

MUESTRA 2

l= 5,11 cm

5500 20,59 MPa a= 5,13 cm

MUESTRA 3

l= 5,09 cm

5590 21,05 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 4

l= 5,15 cm

5730 20,80 MPa a= 5,25 cm

MUESTRA 5

l= 5,2 cm

5810 21,33 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 6

l= 5,08 cm

5630 21,12 MPa a= 5,15 cm


70



Tabla 43



Tabla 44

Resistencia del mortero con 15% de cerámica a los 3 días. Segunda

amasada



MUESTRA 1

l= 5,12 cm

5750 21,52 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 2

l= 5,2 cm

5580 20,85 MPa a= 5,05 cm

MUESTRA 3

l= 5,04 cm

5370 20,58 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 4

l= 5,2 cm

5570 20,69 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 5

l= 5,08 cm

5350 20,11 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 6

l= 5,22 cm

5430 20,01 MPa a= 5,1 cm




ENSAYOS DE MORTERO

15 %

CERÁMICA 3 días CARGA APLICADA

(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,12 cm

5530 20,70 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 2

l= 5,2 cm

5510 20,59 MPa a= 5,05 cm

MUESTRA 3

l= 5,04 cm

5470 20,96 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 4

l= 5,2 cm

5490 20,39 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 5

l= 5,08 cm

5410 20,33 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 6

l= 5,22 cm

5430 20,01 MPa a= 5,1 cm

RESISTENCIA

PROMEDIO 20,50 MPa

71


ensayados, obteniéndose como resultado promedio total los siguientes datos:

Tabla 45


fraguado.

PORCENTAJE DÍA 3

0% 17.804 MPa

3% 18.107 MPa

5% 17.966 MPa

7% 19.581 MPa

10% 21.212 MPa

15% 20.563 MPa



comparación en diagrama de barras de la Fig.9

72

Figura 8 Curva Resistencia Vs Porcentaje de sustitución de cerámica a los 3 días de fraguado el mortero








17,80418,107 17,966

19,581

21,212

20,563

17,000

18,000

19,000

20,000

21,000

22,000

0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16%

RE

SIS

TE

NC

IA (

MP

a)


RESISTENCIA DE MORTERO A 3 DIAS DE FRAGUADO UTILIZANDO 0%,3%,5%,7%,10% Y 15% DE CERAMICA



73

Figura 9 Comparación de resistencias con 100% de cemento y los diferentes porcentajes de sustitución de cerámica a los 3 días de

fraguado el mortero


1 2 3 4 5 6

0% 3% 5% 7% 10% 15%

17,804 18,107 17,966 19,581

21,212 20,563

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a)


RESISTENCIA DE MORTERO A LOS 3 DIAS DE FRAGUADO

74

Cubos con 100% cemento, ensayo a 7 días de fraguado, los datos se muestran en las

Tablas 46 y 47.

Tabla 46

Resistencia del mortero con 100% de cemento a los 7días. Primera amasada.


Tabla 47

Resistencia del mortero con 100% de cemento a los 7 días. Segunda amasada

SEGUNDA AMASADA



(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,10 cm

5450 20,64 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 2

l= 5,14 cm

5440 20,44 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 3

l= 5,10 cm

5560 21,40 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 4

l= 5,10 cm

5480 20,76 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 5

l= 5,14 cm

5460 20,52 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

5460 21,01 MPa a= 5,00 cm

RESISTENCIA

PROMEDIO 20,79 MPa




CEMENTO 7 días CARGA APLICADA (kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,10 cm

5460 20,68 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 2

l= 5,14 cm

5440 20,44 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 3

l= 5,10 cm

5560 21,40 MPa a= 5,00 cm

MUESTRA 4

l= 5,10 cm

5480 20,76 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 5

l= 5,14 cm

5460 20,52 MPa a= 5,08 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

5460 21,01 MPa a= 5,00 cm


75

Cubos con 3% de cerámica y 97% cemento, ensayo a 7 días de fraguado, los datos se

muestran en las Tablas 48 y 49.

Tabla 48



Tabla 49


amasada.



MUESTRA 1

l= 5,20 cm

5980 22,04 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 2

l= 5,12 cm

6450 24,24 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 3

l= 5,20 cm

6840 25,21 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 4

l= 5,20 cm

5880 21,76 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 5

l= 5,20 cm

6000 22,11 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 6

l= 5,18 cm

5990 22,16 MPa a= 5,12 cm




PRIMERA AMASADA

ENSAYOS DE MORTERO

3 %

CERÁMICA 7 días

CARGA APLICADA

(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,20 cm

5980 22,04 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 2

l= 5,12 cm

6450 24,24 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 3

l= 5,20 cm

6840 25,21 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 4

l= 5,20 cm

5880 21,76 MPa a= 5,10 cm

MUESTRA 5

l= 5,20 cm

6000 22,11 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 6

l= 5,18 cm

5990 22,16 MPa a= 5,12 cm


76



Tabla 50


ENSAYOS DE MORTERO


MUESTRA 1

l= 5 cm

6440 24,31 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 2

l= 5 cm

6620 24,79 MPa a= 5,24 cm

MUESTRA 3

l= 5,1 cm

6290 23,41 MPa a= 5,17 cm

MUESTRA 4

l= 5,15 cm

6570 24,35 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 5

l= 5,07 cm

6850 25,50 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 6

l= 5,11 cm

6460 23,86 MPa a= 5,2 cm



Tabla 51


amasada.

ENSAYOS DE MORTERO


MUESTRA 1

l= 5 cm

6440 24,31 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 2

l= 5 cm

6620 24,79 MPa a= 5,24 cm

MUESTRA 3

l= 5,1 cm

6290 23,41 MPa a= 5,17 cm

MUESTRA 4

l= 5,15 cm

6570 24,35 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 5

l= 5,07 cm

6850 25,50 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 6

l= 5,11 cm

6460 23,86 MPa a= 5,2 cm



77



Tabla 52

Resistencia del mortero con 7% de cerámica a los 7 días. Primera

amasada.



(kg) RESISTENCIA

MUESTRA

1

l= 5,03 cm

7120 26,92 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA

2

l= 5,02 cm

6670 25,56 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA

3

l= 5,01 cm

6780 25,99 MPa a= 5,11 cm

MUESTRA

4

l= 5,12 cm

6800 25,06 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA

5

l= 5,11 cm

6640 24,47 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA

6

l= 5,12 cm

6710 25,07 MPa a= 5,13 cm



Tabla 53


amasada



MUESTRA 1

l= 5,03 cm

7120 26,92 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 2

l= 5,02 cm

6670 25,56 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 3

l= 5,01 cm

6780 25,99 MPa a= 5,11 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

6800 25,06 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 5

l= 5,11 cm

6640 24,47 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 6

l= 5,12 cm

6710 25,07 MPa a= 5,13 cm




78


se muestran en las Tablas 54 y 55.

Tabla 54


amasada



MUESTRA 1

l= 5,13 cm

7270 26,95 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 2

l= 5,2 cm

7090 26,23 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 3

l= 5,09 cm

7190 26,91 MPa a= 5,15 cm

MUESTRA 4

l= 5,06 cm

7230 27,49 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 5

l= 5,14 cm

7250 26,57 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 6

l= 5 cm

7260 27,94 MPa a= 5,1 cm



Tabla 55


amasada

SEGUNDA AMASADA



MUESTRA 1

l= 5,13 cm

7270 26,95 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 2

l= 5,2 cm

7090 26,23 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 3

l= 5,09 cm

7190 26,91 MPa a= 5,15 cm

MUESTRA 4

l= 5,06 cm

7230 27,49 MPa a= 5,1 cm

MUESTRA 5

l= 5,14 cm

7250 26,57 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 6

l= 5 cm

7260 27,94 MPa a= 5,1 cm



79


se muestran en las Tablas 56 y 57.

Tabla 56


amasada.



(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,1 cm

6540 24,20 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 2

l= 5,12 cm

6480 24,50 MPa a= 5,07 cm

MUESTRA 3

l= 5,03 cm

6500 24,53 MPa a= 5,17 cm

MUESTRA 4

l= 5,17 cm

6520 24,08 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 5

l= 5,03 cm

6490 25,22 MPa a= 5,02 cm

MUESTRA 6

l= 5,09 cm

6580 24,87 MPa a= 5,1 cm

RESISTENCIA PROMEDIO 24,56 MPa Elaborado por: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela, (2016)

Tabla 57


amasada.



MUESTRA 1

l= 5,1 cm

6540 24,20 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 2

l= 5,12 cm

6480 24,50 MPa a= 5,07 cm

MUESTRA 3

l= 5,03 cm

6500 24,53 MPa a= 5,17 cm

MUESTRA 4

l= 5,17 cm

6520 24,08 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 5

l= 5,03 cm

6490 25,22 MPa a= 5,02 cm

MUESTRA 6

l= 5,09 cm

6580 24,87 MPa a= 5,1 cm




80



Tabla 58


fraguado.

PORCENTAJE DÍA 7

0% 20.800MPa

3% 22.920MPa

5% 24.369MPa

7% 25.512MPa

10% 27.015MPa

15% 24.565MPa




81









20,797

22,920

24,369

25,512

27,015

24,565

20,000

21,000

22,000

23,000

24,000

25,000

26,000

27,000

28,000

0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16%

RE

SIT

EN

CIA

8M

Pa

)

PORCENTAJE DE CERÁMICA




82


fraguado el mortero.








1 2 3 4 5 6

0% 3% 5% 7% 10% 15%

20,79722,920

24,36925,512

27,01524,565

1

RESI

STEN

CIA

(MPa

)


RESITENCIA DE MORTERO A 7 DIAS DE FRAGUADO


83

Se realizó el mismo procedimiento anterior en la elaboración de cubos que serán

ensayados a compresión simple a la edad de 28 días de fraguado.

Cubos 100% cemento ensayo a 28 días de fraguado, datos expresados en Tablas 59 y

60.

Tabla 59

Resistencia del mortero con 100% de cemento a los 28 días. Primera

amasada


CEMENTO 28 días CARGA APLICADA (kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,15 cm

9280 34,27 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 2

l= 5,18 cm

9240 34,05 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 3

l= 5,11 cm

9320 34,82 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 4

l= 5,15 cm

9320 34,41 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 5

l= 5,18 cm

9370 34,53 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 6

l= 5,11 cm

9390 35,08 MPa a= 5,14 cm



Tabla 60

Resistencia del mortero con 100% de cemento a los 28 días. Segunda

amasada.



(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,15 cm

9310 34,38 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 2

l= 5,18 cm

9160 33,76 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 3

l= 5,11 cm

9230 34,48 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 4

l= 5,15 cm

9210 34,01 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 5

l= 5,18 cm

9270 34,16 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 6

l= 5,11 cm

9100 34,00 MPa a= 5,14 cm

RESISTENCIA

PROMEDIO 34,13 MPa



84



Tabla 61




MUESTRA 1

l= 5,08 cm

9230 34,96 MPa a= 5,15 cm

MUESTRA 2

l= 5,08 cm

9340 35,24 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 3

l= 5,10 cm

9390 34,74 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,08 cm

9340 35,03 MPa a= 5,15 cm

MUESTRA 5

l= 5,08 cm

9340 35,24 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

9410 34,82 MPa a= 5,20 cm



Tabla 62


amasada.



MUESTRA 1

l= 5,08 cm

9410 35,29 MPa a= 5,15 cm

MUESTRA 2

l= 5,08 cm

9420 35,54 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 3

l= 5,10 cm

9480 35,08 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,08 cm

9490 35,59 MPa a= 5,15 cm

MUESTRA 5

l= 5,08 cm

9430 35,58 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 6

l= 5,10 cm

9400 34,78 MPa a= 5,20 cm



85



Tabla 63


ENSAYOS DE MORTERO


MUESTRA 1

l= 5,12 cm

9650 35,98 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 2

l= 5,12 cm

9610 35,69 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 3

l= 5,16 cm

9630 35,22 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,08 cm

9840 36,55 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,08 cm

9730 36,78 MPa a= 5,11 cm

MUESTRA 6

l= 5,00 cm

9690 36,93 MPa a= 5,15 cm



Tabla 64


SEGUNDA AMASADA

ENSAYOS DE MORTERO


MUESTRA 1

l= 5,03 cm

9670 37,43 MPa a= 5,04 cm

MUESTRA 2

l= 5,11 cm

9560 35,10 MPa a= 5,23 cm

MUESTRA 3

l= 5,08 cm

9490 35,80 MPa a= 5,12 cm

MUESTRA 4

l= 5,08 cm

9550 35,47 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 5

l= 5,08 cm

9650 36,48 MPa a= 5,11 cm

MUESTRA 6

l= 5 cm

9290 35,40 MPa a= 5,15 cm



86



Tabla 65




(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,13 cm

9760 35,90 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 2

l= 5,14 cm

9830 36,09 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 3

l= 5,18 cm

9640 35,12 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

9710 35,79 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,11 cm

9870 36,38 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 6

l= 5,12 cm

9850 36,80 MPa a= 5,13 cm

RESISTENCIA PROMEDIO 36,01 MPa Elaborado por: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela, (2016)

Tabla 66


amasada.



MUESTRA 1

l= 5,13 cm

9780 35,98 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 2

l= 5,14 cm

9790 35,94 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 3

l= 5,18 cm

9750 35,52 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,12 cm

9710 35,79 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 5

l= 5,11 cm

9810 36,16 MPa a= 5,21 cm

MUESTRA 6

l= 5,12 cm

9830 36,72 MPa a= 5,13 cm



87


expresados en las Tablas 67 y 68

Tabla 67


amasada.



MUESTRA 1

l= 5,00 cm

9910 37,40 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 2

l= 5,16 cm

9870 36,10 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 3

l= 5,10 cm

9450 34,97 MPa a= 5,20 cm

MUESTRA 4

l= 5,11 cm

9920 36,92 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 5

l= 5,12 cm

9750 36,07 MPa a= 5,18 cm

MUESTRA 6

l= 5,20 cm

9960 36,93 MPa a= 5,09 cm



Tabla 68


amasada.



MUESTRA 1

l= 5,20 cm

10210 35,63 MPa a= 5,19 cm

MUESTRA 2

l= 5,09 cm

9940 36,92 MPa a= 5,19 cm

MUESTRA 3

l= 5,08 cm

9870 36,95 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 4

l= 5,11 cm

9960 37,07 MPa a= 5,16 cm

MUESTRA 5

l= 5,12 cm

9940 36,78 MPa a= 5,18 cm

MUESTRA 6

l= 5,20 cm

9950 36,89 MPa a= 5,09 cm



88



Tabla 69


amasada.



(kg) RESISTENCIA

MUESTRA 1

l= 5,1 cm

8210 30,38 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 2

l= 5,12 cm

8130 30,73 MPa a= 5,07 cm

MUESTRA 3

l= 5,03 cm

8100 30,56 MPa a= 5,17 cm

MUESTRA 4

l= 5,17 cm

8240 30,43 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 5

l= 5,03 cm

8260 32,10 MPa a= 5,02 cm

MUESTRA 6

l= 5,09 cm

8190 30,96 MPa a= 5,1 cm

RESISTENCIA

PROMEDIO 30,86 MPa Elaborado por: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela, (2016)

Tabla 70


amasada.



MUESTRA 1

l= 5,1 cm

8280 30,64 MPa a= 5,2 cm

MUESTRA 2

l= 5,12 cm

8520 31,19 MPa a= 5,07 cm

MUESTRA 3

l= 5,03 cm

8240 31,09 MPa a= 5,17 cm

MUESTRA 4

l= 5,17 cm

8290 30,61 MPa a= 5,14 cm

MUESTRA 5

l= 5,03 cm

8320 32,33 MPa a= 5,02 cm

MUESTRA 6

l= 5,09 cm

8240 31,15 MPa a= 5,1 cm



89



Tabla 71


fraguado.

PORCENTAJE DÍA 28

0% 34.330 MPa

3% 35.160 MPa

5% 36.070 MPa

7% 36.012 MPa

10% 36.551 MPa

15% 31.014 MPa




90









34,330

35,157

36,070 36,01536,551

31,014

30,000

31,000

32,000

33,000

34,000

35,000

36,000

37,000

38,000

0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16%

RES

ISTE

NC

IA

(MP

a)





91


fraguado el Mortero.








1 2 3 4 5 6

34,330 35,157 36,070 36,015 36,551

31,014

0% 3% 5% 7% 10% 15%RES

ISTE

NCI

A (M

pa)


RESITENCIA DE MORTERO A 28 DIAS DE FRAGUADO


92

CAPITULO V

5. PRESENTACIÓN, COMPARACIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS

Y ANÁLISIS ECONÓMICO

5.1. Presentación

Tabla 72

Tabla resumen de promedios de Resistencia a compresión

simple. A 1, 3, 7, y 28 días de fraguado.

RESUMEN

DÍAS 1 3 7 28

0% 10,361 17,804 20,800 34,330

3% 10,461 18,107 22,920 35,160

5% 10,578 17,966 24,369 36,070

7% 11,387 19,581 25,512 36,012

10% 12,209 21,212 27,015 36,551

15% 11,751 20,563 24,565 31,014 Elaborado por: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela, (2016)

5.2.Comparación de resultados

La sustitución utilizada fue 3, 5, 7,10 y 15 % en peso de polvo de cerámica por

cemento; los ensayos empleados contemplaron la evolución de la resistencia desde

las 24 horas a partir de los 3 hasta los 28 días. Los resultados mostraron que a

medida que aumenta el porcentaje de reemplazo, hasta el 10%, la reactividad

puzolánica se ve reflejada en el aumento de su resistencia mientras que para el 15%

toma un valor descendiente. Los valores se muestran en el diagrama condensado de

la Fig. 14.

La elevada resistencia a los primeros días se debe a que los porcentajes en reemplazo

son en peso y el polvo de cerámica es menos denso y con mayor superficie específica

que el cemento entonces las partículas de cemento se reemplazan por una mayor

cantidad de partículas más finas que tienden a retener más el agua afectando la

fluidez pero dando una ganancia en resistencia. Para hacer referencia a lo antes

mencionado se elaboró un diagrama de barras indicando los valores alcanzados como

lo indica la Fig. 15

93

Figura 14 Diagrama Días De Fraguado Vs Resistencia con diferentes porcentajes de sustitución de cemento por cerámica.


ORIGEN: CANTERA SAN ANTONIO MINA FUCUSUCU III







0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

RESI

STEN

CIA

(MPa

)

DIAS DE FRAGUADO

DIAGRAMA DIAS DE FRAGUADO VS RESITENCIA CON DIFERENTES % DE CERÁMICA EN SUSTITUCION DEL CEMENTO

0% 3% 5% 7% 10% 15%

94

Figura 15 Resumen de resistencias según porcentaje de cerámica añadido.


10,361

17,804 20,797

34,330

0,000

10,000

20,000

30,000

40,000

1 3 7 28

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a)

DIAS DE FRAGUADO

DIAGRAMA RESISTENCIA vs DIAS DE FRAGUADO (RESUMEN)

0% 3% 5% 7% 10% 15%

95

5.1.Análisis económico

Mediante el cálculo de las cantidades necesarias para elaborar 1m3 de mortero

convencional de 32.923 MPa se obtuvo un costo de 86.41 dólares. El mortero

elaborado con el 10% de cerámica triturada implica un costo de 101.59 dólares, se

obtiene un incremento en el costo de este mortero con respecto al convencional de

$15.18 (Ver Anexo 4).

CAPITULO VI

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

6.1. CONCLUSIONES

Se estableció que la elaboración del mortero con cerámica triturada presenta

beneficios y ventajas con respecto al mortero convencional. Por el uso de

material reciclado, reduce la utilización del material cementante en su

elaboración y evita la contaminación del medio ambiente. La cerámica es un

elemento que no contiene material orgánico por lo que no se afecta las

propiedades del mortero.

La cerámica triturada de desecho tiene buenas propiedades para el uso en el

mortero. Tiene granulometría similar a la del cemento después de haberla

triturado en la máquina de los ángeles y tamizada por el tamiz número 200

adquiere las propiedades físicas equivalentes al cemento, las características

puzolánicas son similares a las propiedades químicas del cemento. Con estos

resultados se considera un material aceptable para la elaboración de mortero.

La cerámica triturada de desecho tiene características químicas semejantes a

las del cemento. En el análisis químico realizado en el polvo de cerámica se

obtuvo en su composición mineralógica componentes puzolánicos similares a

los que contiene el cemento. Los componentes semejantes son: Aluminio,

Calcio, Hierro, Magnesio, Silicio. Además de las características físicas como

la finura para adecuar su uso. La cerámica admite asegurar que su utilización

en la elaboración de cubos de mortero debe ser satisfactorio en el momento

de alcanzar las propiedades mecánicas de resistencia en relación al mortero

convencional.

96

La apariencia física de los cubos de mortero convencional con los de

reemplazo de cemento por polvo de cerámica una vez transcurrido el tiempo,

visualmente presenta similitud .Esto se muestra en que no se observa

segregación evidente en el mortero con 100% de cemento como no, en los

que tenían un porcentaje de sustitución de cerámica.

Se estableció que para un agregado de la mina Fucusucu III, la relación

agua/cemento ideal es de 0,60 para la mezcla de mortero. El agregado que se

utilizo fue el retenido en el tamiz número 16 y el tamiz número 50. Esto se

debe a la exclusión de material muy fino como limos que disminuyen las

características de resistencia. Al utilizar esta selección de agregado también

se logra una buena trabajabilidad a pesar de tener baja relación agua/cemento.

Al elaborar pasta de mortero utilizando diferentes porcentajes de cerámica

triturada para sustituir parte del cemento, se obtuvo una pasta de similares

características físicas y mecánicas a la elaborada con 100% de cemento.

Como por ejemplo el valor de resistencia a 1 día de fraguado para 100%

cemento es 10.361 MPa y con cerámica al 3% es 10.461 MPa. Estos

resultados conseguidos tienen aproximación a los establecidos por la norma,

en fichas técnicas y en los datos de los ensayos obtenidos dentro del

laboratorio.

Se realizó 5 sustituciones de porcentajes de cerámica por cemento. Al

ejecutar reemplazos de cemento Holcim tipo GU por cerámica triturada de

desecho de la Fabrica Franz Viegener en porcentajes de 3%, 5%, 7%,10% y

15% se concluye que el reemplazo más óptimo es con la sustitución del 10%.

Al efectuar el ensayo a compresión simple con el reemplazo de 15% la

resistencia disminuyó con respecto al valor establecido con el 10%. El valor

de resistencia alcanzada es de 36,551 MPa. (Ver Figura 12). Esto sucede a la

edad de 28 días de fraguado.

En la investigación se alcanzó una resistencia de 36.551MPa. La resistencia

media propuesta por la norma es de 32.923MPa. Esto se consiguió mediante

la granulometría obtenida con material retenido en el tamiz 50 y 16. Con la

97

relación agua/ cemento 0,60. Adicional a esto se adiciona solamente el 10%

de cerámica triturada de desecho. Esta mezcla produce la resistencia óptima

que es la mayor alcanzada dentro de la investigación.

La mayor resistencia a los 7 días fue de 27.015MPa. (Ver Figura 10). Esto

se obtiene con un mortero de sustitución de cerámica al 10 %.Con un

reemplazo de 7% se obtiene 25,521 MPa y con el 15% de reemplazo se

obtiene 24,565MPa. Se establece a ésta edad que la opción más recomendable

y óptima es de 10%.

El mortero con sustitución de cerámica del 10% y 28 días de fraguado obtuvo

una resistencia a la compresión de 36.551MPa la cual es superior a la

establecida por la industria a los 7 días que es 32.923MPa. (Ver Figura 12).

Con lo que se establece que el porcentaje adecuado para una sustitución de

cerámica triturada de desecho de la fábrica Franz Viegener y agregado de la

mina Fucusucu III es del 10%. Esto demuestra que es viable la sustitución

objeto de la presente investigación.

El mortero con sustitución de cerámica del 15% y 7 días de fraguado obtuvo

una resistencia a la compresión de 31.014MPa. Esta resulta inferior a la

resistencia con sustitución del 10% de cerámica y por lo tanto también es

menor a la establecida por la industria que es 32.923MPa con lo cual se

culmina la investigación. (Ver Figura 12).

El costo del mortero elaborado con cerámica triturada de desecho es mayor.

Al realizar el análisis de costos entre el mortero convencional y el mortero

elaborado con un porcentaje de cerámica del 10% indica que este último es

mayor con $15.18 por m3; este valor adicional se da por el proceso de

transporte y trituración de la cerámica. Este aparente incremento de costo se

debe a que para hacer esta investigación se pagó por la trituración en un

laboratorio, lo que aumento los costos notablemente.

98

6.2.RECOMENDACIONES

Al realizar el análisis de las propiedades físicas y mecánicas de los agregados

que se utilizan en la investigación se debe aplicar las normas vigentes en el

Ecuador; que están suscritas en el NTE INEN basadas en las normas ASTM.

Esto se debe llevar a cabo con la finalidad de obtener resultados confiables de

las propiedades de los agregados, los cuales podremos utilizarlos en obras de

carácter específico.

En los ensayos a compresión se debe realizarlos con secuencia para cada

fecha establecida de ensayo. Utilizando valores de resistencia semejantes

eliminando los que no tienen similitud para evitar dispersión en los

resultados.

Se recomienda realizar las mezclas de prueba de mortero. Puesto que la

mezcla depende de las características de los agregados. Se realiza en la mesa

de flujo para alcanzar la fluidez indicada en la norma NTE INEN 2502.Las

dosificaciones son exclusivas para cada material, según su comportamiento.

Se recomienda que para posteriores estudios se determine cuánto costaría la

realización de una máquina de trituración, lo que demostraría que hacer un

mortero de este tipo a largo plazo será más barato dado que se alarga la vida

útil de los rellenos sanitarios y se reutiliza el material cerámico.

Para posteriores investigaciones se sugiere realizar ensayos a compresión

simple de mortero para porcentajes 12, 13, 14 debido a la disminución

acelerada de la resistencia después del 10% de sustitución a los 28 días (Ver

Figura 12).

99

6.3.BIBLIOGRAFÍA

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100

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grueso de partículas menores a 37,5 mm mediante el uso de la máquina de

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http://www.revistalideres.ec/lideres/union-cemento-produccion-ecuador.html

103

6.4.ANEXOS

ANEXO 1: EVIDENCIAS FOTOGRÁFICAS DEL PROCESO DE

ELABORACIÓN DEL MORTERO Y ENSAYOS REALIZADOS.

ENSAYOS DE CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES

Fotografía 34 Tamizaje del agregado fino.

34 a) 34 b)


Fotografía 35 Proceso de cuarteo y tamizaje en la serie de Tyler

35 a) 35 b) fgfgdf


104

Fotografía 36Ensayo de densidad estado SSS agregado fino (Arena)

36 a) 36 b)


Fotografía 37Condición de humedad del agregado fino (cono de Abrams)

37 a) 37 b)


105

Fotografía 38. Preparación de materiales para método del picnómetro

38 a) 38 b)


Fotografía 39.Método del Picnómetro Densidad en estado SSS del agregado fino

PICNÓMETRO + ARENA +AGUA DENSIDAD DEL AGREGADO FINO

SSS

39 a) 39 b)


106

PICNÓMETRO +AGUA

39 c) 39 d)


Fotografía 40. Densidad aparente suelta del agregado fino

40 a) 40 b)

Fuente: CHICAIZA Carla & GUERRA Gabriela,

(2016)

Fotografía 41.Densidad aparente compactada del agregado fino paso 1

41 a) 41 b)


107

Fotografía 42. Densidad aparente compactada del agregado fino paso 2

42 a) 42 b)


Fotografía 43. Flujo de mortero NTE INEN 2500

43 a) 43 b)


Fotografía 44. Toma de diámetro de la masa de mortero

44 a) 44 b)


108

Fotografía 45Elaboración de mortero con 100% cemento. COLOCACIÓN DE MATERIALES

45 a) 45 b)


Fotografía 46.Elaboración de la pasta de mortero NTE INEN 155

46 a) 46 b)


Fotografía 47. Colocación en los moldes y almacenamiento en la cámara de curado.

47 a) 47 b) 47 c)


109

Fotografía 48. Desencofrado y curado

DESENCOFRADO Y CURADO

48 a) 48 b)


Fotografía 49.Elaboración de mortero con diferentes porcentajes de cerámica en sustitución

de cemento

49 a) 49 b)


110

Fotografía 50. Pesaje de materiales

50 a) 50 b)


Fotografía 51.Cerámica de desecho de la fábrica Franz Viegener fv.

TRITURACIÓN EN MAQUINA DE LOS ÁNGELES

51 a) 51 b)


Fotografía 52.Ensayo de resistencia a compresión 1 día de fraguado.

52 a) 52 b)


111

Fotografía 53. Ensayo de resistencia a compresión 1 día de fraguado

53 a) 53 b) 53 c)


Fotografía 54. Ensayo a Compresión

54 a) 54 b)


Fotografía 55. Ensayo de resistencia a la compresión a los 3 días de edad.

55 a) 55 b)


112

Fotografía 56.Ensayo de resistencia a la compresión a los 3 días de edad.

56 a) 56 b)


Fotografía 57.Ensayo de resistencia a la compresión a los 28 días de edad cemento 100%

57 a) 57 b)


Fotografía 58 Cerámica 3% y cemento 97%.

58 a) 58 b)


113

Fotografía 59 Cerámica 5% y cemento 95%

59 a) 59 b)


Fotografía 60 Cerámica 7%, cemento 93%

60 a) 60 b)



61 a) 61 b)


114


62 a) 62 b)


115

ANEXO 2

ORIGEN: MINA FUCUSUCU III

FECHA: 3 de Octubre de 2016. REALIZADO POR: CHICAIZA CARLA&

MUESTRA: 1

MUESTRA: 2




FIGURA: 1 (UNO)

FIGURA: 1 (UNO)








GUERRA GABRIELA

116

ORIGEN: MINA FUCUSUCU III

FECHA: 3 de Octubre de 2016. REALIZADO POR: CHICAIZA CARLA&

MUESTRA: 3

MUESTRA: 4


FIGURA: 1 (UNO)


FIGURA: 1 (UNO)


GUERRA GABRIELA





117

ORIGEN: MINA FUCUSUCU III MASA INICIAL: 500 g.

FECHA: 3 de Octubre de 2016 REALIZADO POR: CHICAIZA CARLA &

MUESTRA: 1

% %

PARCIAL ACUMULADO RETENIDO PASA

Nº 4 0 0 0 100

Nº 8 2,4 2,4 0 100 95 -100

Nº 16 26,1 28,5 5 95 70 - 100

Nº 30 103,4 131,9 25 75 40 - 75

Nº 50 160,1 292 56 44 20 - 40

Nº 100 164,9 456,9 88 12 10 - 25

Nº 200 57 513,9 99 1 0 - 10

BANDEJA 5,6 519,5 100 0 0

MÓDULO DE FINURA: 1,75

-3,90%

TAMIZRETENIDO (g) LÍMITES

ESPECÍFICOS

OBSERVACIONES: Se obtuvo un error de


100




ENSAYO DE GRANULOMETRÍA EN AGREGADOS FINOS PARA MORTEROS

GUERRA GABRIELA

0

20

40

60

80

100

Nº 200 Nº 100 Nº 50 Nº 30 Nº 16 Nº 8 Nº 4

MA

TE

RIA

L

QU

E

PA

SA

(%

)

TAMICES



TENDENCIA AL FINO

TENDENCIA AL GRUESO

118

ORIGEN: Mina Fucusucu III MASA INICIAL: 500 g.

FECHA: 3 de Octubre de 2016 REALIZADO POR: CHICAIZA CARLA

MUESTRA: 1

% %


Nº 4 0 0 0 100

Nº 8 2.4 2.4 0 100 95 -100

Nº 16 26.1 28.5 6 94 70 - 100

Nº 30 103.4 131.9 26 74 40 - 75 TAMIZ

Nº 50 140 271.9 54 46 20 - 40

Nº 100 164.9 436.8 87 13 10 - 25 Nº 200

Nº 200 57 493.8 99 1 0 - 10 Nº 100

BANDEJA 5.6 499.4 100 0 0 Nº 50

Nº 30

MÓDULO DE FINURA: 1.75 Nº 16

Nº 8

Nº 4

0.12%


100






ESPECÍFICOS


0

20

40

60

80

100

Nº 200 Nº 100 Nº 50 Nº 30 Nº 16 Nº 8 Nº 4

MA

TE

RIA

L

QU

E

PA

SA

(%

)

TAMICES



TENDENCIA AL FINO

TENDENCIA AL GRUESO

119



MUESTRA: 2

% %


Nº 4 0.7 0.7 0 100

Nº 8 87.7 88.4 18 82 95 -100

Nº 16 67.7 156.1 31 69 70 - 100

Nº 30 103.2 259.3 52 48 40 - 75 TAMIZ

Nº 50 110 369.3 74 26 20 - 40

Nº 100 116.9 486.2 97 3 10 - 25 Nº 200

Nº 200 11.4 497.6 100 0 0 - 10 Nº 100

BANDEJA 1.6 499.2 100 0 0 Nº 50

Nº 30


Nº 8

Nº 4

0.16%






RETENIDO (g) LÍMITES

ESPECÍFICOS

100


TAMIZ

0

20

40

60

80

100

Nº 200 Nº 100 Nº 50 Nº 30 Nº 16 Nº 8 Nº 4

MA

TE

RIA

L

QU

E

PA

SA

(%

)

TAMICES



TENDENCIA AL FINO

TENDENCIA AL GRUESO

0

20

40

60

80

100

Nº 200 Nº 100 Nº 50 Nº 30 Nº 16 Nº 8 Nº 4

MA

TE

RIA

L

QU

E

PA

SA

(%

)

TAMICES



TENDENCIA AL FINO

TENDENCIA AL GRUESO

120



MUESTRA: 3

% %


Nº 4 0.6 0.6 0 100

Nº 8 30 30.6 6 94 95 -100

Nº 16 132 162.6 33 67 70 - 100

Nº 30 99.4 262 52 48 40 - 75 TAMIZ

Nº 50 69.9 331.9 66 34 20 - 40

Nº 100 127.7 459.6 92 8 10 - 25 Nº 200

Nº 200 35.3 494.9 99 1 0 - 10 Nº 100

BANDEJA 5 499.9 100 0 0 Nº 50

Nº 30


Nº 8

Nº 4

3/8"

0.02%


ESPECÍFICOS

100







0

20

40

60

80

100

Nº 200 Nº 100 Nº 50 Nº 30 Nº 16 Nº 8 Nº 4 3/8"

MA

TE

RIA

L

QU

E

PA

SA

(%

)

TAMICES



TENDENCIA AL FINO

TENDENCIA AL GRUESO

121



MUESTRA: 4

% %


Nº 4 2 2 0 100

Nº 8 138.5 140.5 28 72 95 -100

Nº 16 74.8 215.3 43 57 70 - 100

Nº 30 89.7 305 61 39 40 - 75 TAMIZ

Nº 50 69.4 374.4 75 25 20 - 40

Nº 100 103.3 477.7 96 4 10 - 25 Nº 200

Nº 200 19.2 496.9 99 1 0 - 10 Nº 100

BANDEJA 2.4 499.3 100 0 0 Nº 50

Nº 30


Nº 8

Nº 4

3/8"

0.14%

RETENIDO (g) LÍMITES

ESPECÍFICOS

100







TAMIZ

0

20

40

60

80

100

Nº 200 Nº 100 Nº 50 Nº 30 Nº 16 Nº 8 Nº 4 3/8"

MA

TE

RIA

L

QU

E

PA

SA

(%

)

TAMICES



TENDENCIA AL FINO

TENDENCIA AL GRUESO

0

20

40

60

80

100

Nº 200 Nº 100 Nº 50 Nº 30 Nº 16 Nº 8 Nº 4 3/8"

MA

TE

RIA

L

QU

E

PA

SA

(%

)

TAMICES



TENDENCIA AL FINO

TENDENCIA AL GRUESO

122


FECHA: 4 de Octubre de 2016 CHICAIZA CARLA

MUESTRA: 1

484.60 g

476.00 g

136.40 g

8.60 g

339.60 g

2.53 %

MUESTRA: 2

484.80 g

477.00 g

136.40 g

8.60 g

340.60 g

2.52 %

MUESTRA: 3

484.30 g

476.50 g

136.40 g

8.50 g

340.10 g

2.50 %

MASA DE ARENA SECA + RECIPIENTE

AGREGADO FINO: NTE INEN 856ASTM C-128

MASA DE RECIPIENTE

MASA DE AGUA

MASA DE ARENA SECA

CAPACIDAD DE ABSORCIÓN

MASA DE ARENA SECA





ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS

NORMA: NTE INEN 856 Y 857; ASTM C-127 Y ASTM C-128

REALIZADO POR:


MASA DE ARENA EN SSS + RECIPIENTE


MASA DE RECIPIENTE

MASA DE AGUA

MASA DE ARENA SECA





MASA DE RECIPIENTE

MASA DE AGUA


123



MUESTRA: 4

487.00 g

479.00 g

137.30 g

8.60 g

341.70 g

2.52 %

MUESTRA: 5

486.50 g

481.70 g

136.50 g

8.70 g

345.20 g

2.52 %

MASA DE AGUA

MASA DE ARENA SECA




ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS

NORMA: NTE INEN 856 Y 857; ASTM C-127 Y ASTM C-128

REALIZADO POR:

MASA DE RECIPIENTE

MASA DE RECIPIENTE





MASA DE AGUA

MASA DE ARENA SECA





124


FECHA: 4 de OCTUBRE de 2016 CHICAIZA CARLA %

GUERRA GABRIELA

AGREGADO FINO: ASTM C-128 MUESTRA: 1

MASA DE PICNOMETRO + ARENA SSS 520,20 g

MASA DE PICNOMETRO VACIO 172,00 g

MASA DE ARENA EN SSS 348,20 g

MASA DE PICNOMETRO CALIBRADO 670,60 g

MASA DE PICNOMETRO + ARENA SSS + AGUA 885,80 g

VOLUMEN DESALOJADO 133,00 cm³

PESO ESPECÍFICO 2,62 g/cm³

















DENSIDAD DE VOLUMEN EN ESTADO SSS

REALIZADO POR:

NORMA: NTE INEN 856 ; ASTM C-128





ENSAYO DE DENSIDAD DE VOLUMEN EN ESTADO SSS

DEL AGREGADO FINO

125



2577.4 g

2872 c.c.

Masa de la arena suelta + Recipiente: Masa de la arena compactada + Recipiente:

1 6837 g 1 7160 g

2 6813 g 2 7177 g

3 6807 g 3 7166 g

4 6836 g 4 7167 g

5 6810 g 5 7170 g

Promedio 6820.6 g Promedio 7168 g

δ ap. suelta: 1.477 g/c.c. δ ap. compactada: 1.598 g/c.c.

2577.4 g

2872 c.c.


1 6874 g 1 7170 g

2 6878 g 2 7182 g

3 6830 g 3 7172 g

4 6836 g 4 7168 g

5 6845 g 5 7171 g

Promedio 6852.6 g Promedio 7172.6 g


2577.4 g

2872 c.c.


1 6866 g 1 7231 g

2 6842 g 2 7229 g

3 6803 g 3 7212 g

4 6840 g 4 7210 g

5 6825 g 5 7205 g







ENSAYO DE DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DEL AGREGADO FINO

Masa del recipiente vacío:

Volumen del recipiente:

DENSIDAD APARENTE SUELTA DENSIDAD APARENTE COMPACTADA




DENSIDAD APARENTE COMPACTADA



DENSIDAD APARENTE SUELTA

126



2577.4 g

2872 c.c.


1 6822 g 1 7212 g

2 6826 g 2 7205 g

3 6832 g 3 7179 g

4 6834 g 4 7171 g

5 6875 g 5 7160 g



2577.4 g

2872 c.c.


1 6842 g 1 7180 g

2 6815 g 2 7175 g

3 6820 g 3 7172 g

4 6802 g 4 7176 g

5 6882 g 5 7187 g

Promedio 6832.2 g Promedio 7178 g



ENSAYO DE DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DEL AGREGADO FINO










127


FECHA: 4 de OCTUBRE de 2016 CHICAIZA CARLA


MASA DE PICNOMETRO + ARENA SSS 520.20 g

MASA DE PICNOMETRO VACIO 172.00 g

MASA DE ARENA EN SSS 348.20 g

MASA DE PICNOMETRO CALIBRADO 670.60 g

MASA DE PICNOMETRO + ARENA SSS + AGUA 885.80 g

VOLUMEN DESALOJADO 133.00 cm³

PESO ESPECÍFICO 2.62 g/cm³























DEL AGREGADO FINO

DENSIDAD DE VOLUMEN EN ESTADO SSS

REALIZADO POR:

128


FECHA: 4 de OCTUBRE de 2016 CHICAIZA CARLA



















DEL AGREGADO FINO


REALIZADO POR:




129

MATERIAL: CEMENTO HOLCIM ROCAFUERTE TIPO: PORTLAND GU

FECHA: 17 de Octubre de 2016.

CEMENTO (HOLCIM ) MUESTRA: 1

0.8 cc.

322.8 g.

21.7 cc.

382.3 g.

2.85 g/cc.


0.6 cc.

322.8 g.

19.9 cc.

378.1 g.

2.87 g/cc.


0.5 cc.

322.7 g.

20.1 cc.

379.4 g.

2.89 g/cc.


0.7 cc.

323.7 g.

20.3 cc.

379.7 g.

2.86 g/cc.


0.8 cc.

322.3 g.

20.9 cc.

379.7 g.

2.86 g/cc.

MÉTODO DE LECHATELLIER

Lectura final del frasco + Cemento + Gasolina

Masa final del frasco + Cemento + Gasolina

Determinación de la Densidad del Cemento

Lectura inicial del frasco de Lechatellier + Gasolina

Masa del frasco + Gasolina














DENSIDAD ABSOLUTA DEL CEMENTO













CHICAIZA CARLAREALIZADO POR:

130




172 g

304,7 g

132,70 g

634,8 g

538,3 g

0,7326 g/cc

36,20 g

49,41 cc

2,69 g/cc


172,00 g

305,50 g

133,50 g

635,8 g

538,4 g

0,7328 g/cc

36,1 g

49,26 cc

2,71 g/cc


172,50 g

295,3 g

122,8 g

626,2 g

536,4 g

0,7278 g/cc

33 g

45,34 cc

2,71 g/cc


Masa del picnómetro + Cemento

Masa del Cemento

Masa del picnómetro + Cemento + Gasolina

Masa del picnómetro + 500 cc de Gasolina

Masa del Cemento



REALIZADO POR:



MÉTODO DEL PICNÓMETRO

Masa del cemento en gasolina

Volumen de la Gasolina

Densidad de la Gasolina





Masa de picnómetro vacío



Masa del Cemento











CHICAIZA CARLA



131




172,5 g

296,9 g

124,4 g

629,8 g

539 g

0,733 g/cc

33,6 g

45,84 cc

2,71 g/cc


172,1 g

298,7 g

126,6 g

629,8 g

536,8 g

0,7294 g/cc

33,6 g

46,07 cc

2,75 g/cc

Masa del Cemento











Masa del Cemento









REALIZADO POR: CHICAIZA CARLA


Masa de la gasolina



132



1

2

3

4

5

PROMEDIO

28.5

28.5

CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO

% de Agua

27

28.5

9.8

La consistencia normal de la pasta, cuando el cemento adquiere la

plasticidad característica , la aguja de Vicat penetra 10 mm ±1mm.

En este caso dio dentro de los rangos.

REALIZADO POR:

ENSAYO DE CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO CON LA UTILIZACIÓN

DE LA AGUJA DE "VICAT"

28.24


28.7

Penetración de la Aguja de Vicat (mm)

8

10

10

10

11

MUESTRA

N°



OBSERVACIONES:


CHICAIZA CARLA



MUESTRA: 1

Hora Inicial de Ensayo 9:00 0 min

Hora de Fraguado Inicial 10:45 105 min

Hora de Fraguado Final 14:05 300 min

MUESTRA: 2

Hora Inicial de Ensayo 9:00 0 min

Hora de Fraguado Inicial 10:45 105 min

Hora de Fraguado Final 13:25 260 min




ENSAYO DE TIEMPO DE FRAGUADO

TIEMPOS DE FRAGUADO

AGREGADO FINO: NTE INEN 158; ASTM C-191

TIEMPOS DE FRAGUADO


REALIZADO POR:

AGREGADO FINO:NTE INEN 158; ASTM C-191

133



MUESTRA: 1

500.00 g

1375.00 g

300.00 g

290.00 mm

280.00 mm

280.00 mm

290.00 mm

0.60

114.00 %


ENSAYO DE FLUJO DE MORTEROS


4TA LINEA

RELACION W/C

DIAMETRO

1ER LINEA

2DA LINEA

3RA LINEA



FLUJO DE MORTERO

DOSIFICACION

CEMENTO

ARENA

AGUA

134

ORIGEN:Mina Fucusucu III


MUESTRA: 2

500.00 g

1375.00 g

300.00 g

270.00 mm

280.00 mm

270.00 mm

290.00 mm

0.60

111.00 %

2DA LINEA

3RA LINEA

4TA LINEA

RELACION W/C

FLUJO DE MORTERO


DOSIFICACION

ARENA

AGUA

DIAMETRO

1ER LINEA



CEMENTO


ENSAYO DE FLUJO DE MORTEROS

135

MATERIAL: CERÁMICA TRITURADA FV TIPO: SANITARIOS


CERAMICA FV MUESTRA: 1

0.5 cc.

322.7 g.

22 cc.

377.1 g.

2.53 g/cc.


0.9 cc.

323.1 g.

21.2 cc.

375.1 g.

2.56 g/cc.


0.2 cc.

323.8 g.

24 cc.

386.4 g.

2.63 g/cc.


0.6 cc.

322.5 g.

21.8 cc.

377.2 g.

2.58 g/cc.


0.8 cc.

389 g.

21.2 cc.

441 g.

2.55 g/cc.







Masa final del frasco + Cerámica + Gasolina

Determinación de la Densidad de la Cerámica



Lectura final del frasco + Cerámica + Gasolina



MÉTODO DE LECHATELLIER




















136




172.5 g

205.1 g

32.60 g

561.6 g

538.4 g

0.7318 g/cc

9.40 g

12.85 cc

2.54 g/cc


172.50 g

205.40 g

32.90 g

561.7 g

538.2 g

0.7314 g/cc

9.4 g

12.85 cc

2.56 g/cc


163.80 g

243.8 g

80 g

589 g

532.3 g

0.737 g/cc

23.3 g

31.61 cc

2.53 g/cc








Masa de la Cerámica en gasolina




Masa del picnómetro + Cerámica




Masa de la Cerámica

Masa del picnómetro + Cerámica + Gasolina


















137




163.8 g

243.6 g

79.8 g

588.9 g

532.5 g

0.7374 g/cc

23.4 g

31.73 cc

2.51 g/cc


172.1 g

205.2 g

33.1 g

562.7 g

539.2 g

0.7342 g/cc

9.6 g

13.08 cc

2.53 g/cc

























138

ANEXO 3

139

ANEXO 4

UNIDAD: m3

EQUIPOS:

CANTIDAD TARIFACOSTO HORA

(S/h)

RENDIMIENTO

(h/m3)

COSTO

(S/m3)

A B AxB R D=CxR

1 0.50

1 2.00TOTAL EQUIPO

(M): 2.50

MANO DE OBRA:

CANTIDAD TARIFACOSTO HORA

(S/h)

RENDIMIENTO

(h/m3)

COSTO

(S/m3)

A B C = AxB R D=CxR

3 3.26 9.78 0.50 4.89

1 3.66 3.66 0.50 1.83

2 3.30 6.60 0.50 3.30TOTAL MANO

DE OBRA (N): 10.02

MATERIALES:

UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIOCOSTO

(S/m3)

A B C=AxB

m3 0.85 11 9.35

m3 0.28 0.5 0.14

Kg 460 0.14 64.4TOTAL

MATERIALES

(O): 73.89

86.41

FORMULARIO N°1

NOMBRE DEL

OFERENTE:Chicaiza Carla, Guerra Gabriela

PROYECTO: ESTUDIO DEL USO DE RESIDUOS CERÁMICOS COMO SUSTITUTO DE UN PORCENTAJE DEL

CEMENTO PARA LA FABRICACIÓN DE MORTEROS

Albañil

ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS

RUBRO: Diseño de Mortero convencional (f'c=32.93MPa)

DETALLE:

DESCRIPCION

Herramienta Menor

Mescladora mecánica

DESCRIPCION

Peón

Maestro de Obra

DESCRIPCION

Arena

Agua

Cemento

TOTAL COSTO DIRECTO(M+N+O):

140

FORMULARIO N°2

NOMBRE DEL OFERENTE:

Chicaiza Carla, Guerra Gabriela

PROYECTO: ESTUDIO DEL USO DE RESIDUOS CERÁMICOS COMO SUSTITUTO DE UN PORCENTAJE DEL CEMENTO PARA LA FABRICACIÓN DE MORTEROS

ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS

RUBRO: Diseño de Mortero convencional (f'c=32.93MPa) UNIDAD: m3

DETALLE:

EQUIPOS:

DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA

COSTO HORA (S/h)

RENDIMIENTO (h/m

3)

COSTO (S/m

3)

A B AxB R D=CxR

Herramienta Menor 1 0.50 Mescladora

mecánica 1 2.00

TOTAL EQUIPO (M): 2.50

MANO DE OBRA:

DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA

COSTO HORA (S/h)

RENDIMIENTO (h/m

3)

COSTO (S/m

3)

A B C = AxB R D=CxR

Peón 3 3.26 9.78 0.50 4.89

Maestro de Obra 1 3.66 3.66 0.50 1.83

Albañil 2 3.30 6.60 0.50 3.30

TOTAL MANO DE OBRA (N): 10.02

MATERIALES:

DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO COSTO

(S/m3)

A B C=AxB

Arena m3 0.85 11 9.35

Agua m3 0.28 0.5 0.14

Cemento Kg 460 0.14 64.4

Cerámica triturada Kg 4.6 3.3 15.18

TOTAL MATERIALES (O): 89.07

TOTAL COSTO DIRECTO(M+N+O): 101.59

universidad central del ecuador … · 2.1.1 definiciÓn y aspectos tÉcnicos del mortero para ......

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