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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y
MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE GRADUACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
TEMA:
“BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
AUTORES:
CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
RUALES PÉREZ RICHARD
TUTOR
ING. JUAN CARLOS MOYA HEREDIA Ms. C
QUITO – 30 DE AGOSTO DEL 2017
ii
DERECHOS DE AUTOR
iii
APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TUTOR
iv
v
RESULTADOS DEL ANÁLISIS REALIZADO POR EL URKUND
vi
INFORME DE LECTORES
vii
NOTA EMITIDA POR LOS LECTORES
viii
DEDICATORIA
A mi madre, Alicia Valladares, por darme su apoyo incondicional y desinteresando,
por haberme formado con valores y fe en Dios, por confiar en mí y acompañarme siempre en
cada etapa de mi vida, por mi educación, por todo lo que he logrado, por tanto amor.
A mis hijos, Francisco y Jorge, por ser mi razón de hacer todo lo que hago, mi fuente
de inspiración para superarme y no dejarme vencer ante las adversidades de la vida.
A mi hermano, Juan Francisco, por estar conmigo siempre, por motivarme y
alentarme a salir adelante, por ser una persona tan responsable y comprometida, porque sé
que llegarás muy lejos y conseguirás todo lo que te propones.
A mi esposa, Viviana, por ser mi compañera de vida, por ser una madre ejemplar y
porque sin tu apoyo nada de esto hubiera sido posible.
A todos mis familiares y amigos, que alguna vez me tendieron sinceramente su mano
y confiaron en mí para poder culminar mis estudios.
Javier Cabrera Valladares
ix
DEDICATORIA
El presente trabajo es el resultado de la confianza y dedicación que sembraron en mi
JUAN MAURICIO RUALES CALPA y ALBA DEL SOCORRO PÉREZ, mis padres, y es a
ellos a quien debo la inspiración que necesito para seguir alcanzando mis metas.
Además de mis padres, a mi hermano RONALDO RUALES PÉREZ quien me impulsa
a seguir siempre adelante.
En fin, este pequeño pedazo de mi vida y los que aún me restan, va inspirado y
dedicado a ellos.
Richard Ruales Pérez
x
AGRADECIMIENTO
Agradezco a los buenos docentes de la Carrera de Ingeniería Civil de la Universidad
Central del Ecuador, porque además de enseñarme los fundamentos teóricos, me enseñaros lo
maravillosa y amplia que puede ser esta profesión, por su motivación a no conformarse con lo
que uno sabe o domina, sino siempre ir más allá.
Agradezco a la empresa Hormigonera Equinoccial, por permitirme desarrollar la fase
experimental de la investigación en sus instalaciones, en especial a los Ingenieros Marlon
Herrera, Gustavo Velásquez y a todo el equipo del Laboratorio de Control de Calidad, por su
invaluable apoyo brindado.
Agradezco a mis padres, por darme el apoyo en todos los sentidos, para poder realizar
mis estudios hasta su culminación.
Agradezco al Ing. Juan Carlos Moya, quien fue el tutor de esta investigación y nos
supo guiar en la consecución de los objetivos planteados, además de su paciencia y
predisposición hacia nosotros.
Javier Cabrera Valladares
xi
AGRADECIMIENTO
A la Facultad de Ciencias Físicas y Matemática de la Universidad Central del
Ecuador, por haber permitido formarme académicamente en sus aulas.
Al Ing. Juan Carlos Moya por brindarme la asesoría necesaria para culminar
satisfactoriamente el proyecto de investigación.
A la Hormigonera Equinoccial, por permitirme desarrollar la fase experimental de la
investigación en sus instalaciones, en especial a los Ingenieros Marlon Herrera, y Gustavo
Velásquez, además de todo el equipo del Laboratorio de Control de Calidad, por su
invaluable apoyo brindado.
A las personas que me han apoyado incondicionalmente y que a lo largo de mi vida se
han convertido en parte de mi familia.
Richard Ruales Pérez
xii
CONTENIDO
DERECHOS DE AUTOR ......................................................................................................... ii
APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TUTOR ............... iii
INFORME DE LECTORES ..................................................................................................... vi
NOTA EMITIDA POR LOS LECTORES .............................................................................. vii
DEDICATORIA .................................................................................................................... viii
AGRADECIMIENTO ............................................................................................................... x
CONTENIDO .......................................................................................................................... xii
LISTA DE GRÁFICOS ....................................................................................................... xviii
LISTA DE TABLAS ........................................................................................................... xviii
LISTA DE FOTOGRAFÍAS ................................................................................................... xx
RESUMEN ............................................................................................................................ xxii
ABSTRACT ......................................................................................................................... xxiii
1. CAPÍTULO I: GENERALIDADES ................................................................................... 1
1.1. ANTECEDENTES ................................................................................................................. 1
1.2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................... 1
1.3. OBJETIVOS ........................................................................................................................... 2
1.3.1. Objetivo general .............................................................................................................. 2
1.3.2. Objetivos específicos ...................................................................................................... 2
1.4. IDEAS A DEFENDER ........................................................................................................... 3
2. CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO .................................................................................. 4
xiii
2.1. EL PLÁSTICO ........................................................................................................................ 4
2.1.1. Clasificación de los Polímeros ........................................................................................ 4
2.1.1.1. Elastómeros ................................................................................................................. 4
2.1.1.2. Termoestables ............................................................................................................. 4
2.1.1.3. Termoplásticos ............................................................................................................ 5
2.2. PET (POLIETILÉN TEREFTALATO) .................................................................................. 5
2.2.1. Propiedades ..................................................................................................................... 5
2.2.2. Características ................................................................................................................. 7
2.2.3. Procesamiento ................................................................................................................. 7
2.3.1. Construcción sostenible con ladrillo tipo PET ................................................................ 9
2.4. DEFINICIÓN DEL LADRILLO TIPO PET ........................................................................ 10
2.4.1. Materiales que pueden ser empleados en la fabricación del ladrillo tipo PET. ............. 10
2.4.2. Materiales empleados para la construcción de mampostería con ladrillo tipo PET ...... 10
2.5. IMPACTO DEL PLÁSTICO EN EL MEDIO AMBIENTE ................................................ 11
2.6. TIPOS DE BOTELLAS A EMPLEARSE ............................................................................ 12
2.7. MAMPOSTERÍA NO REFORZADA .................................................................................. 13
2.8. MAMPOSTERÍA PARCIALMENTE REFORZADA ......................................................... 13
2.9. MAMPOSTERÍA PARCIALMENTE REFORZADA ......................................................... 13
2.10. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MAMPOSTERÍA ............................................ 13
2.10.1. Absorción ...................................................................................................................... 14
2.10.2. Durabilidad ................................................................................................................... 14
2.11. RESISTENCIA DE PIEZAS ARTIFICIALES (LADRILLO Y BLOQUE) .................... 14
2.12. MECANISMOS DE FALLA ............................................................................................ 15
2.12.1. Mecanismo de falla ocasionada por Compresión Axial ................................................ 15
2.12.2. Mecanismo de falla y distribución de esfuerzos ocasionada por Tensión Diagonal ..... 16
2.12.3. Mecanismo de falla ocasionada por Esfuerzos Tangenciales en juntas ........................ 18
2.13. ENSAYOS A REALIZARSE ........................................................................................... 19
2.13.1. Tracción Indirecta ......................................................................................................... 19
xiv
2.13.2. Compresión axial .......................................................................................................... 20
2.13.3. Tensión diagonal ........................................................................................................... 21
2.13.4. Esfuerzo tangencial en juntas ........................................................................................ 23
2.14. DISEÑO DE MUROS ...................................................................................................... 24
2.14.1. Carga Vertical ............................................................................................................... 25
2.14.2. Carga Horizontal ........................................................................................................... 26
2.15. MARCO LEGAL .............................................................................................................. 27
2.15.1. ASTM C-67 Resistencia a la compresión de la mampostería ....................................... 27
2.15.2. Anexos de la Norma Ecuatoriana de la Construcción, Capítulo 10 de Mampostería
estructural ...................................................................................................................................... 29
2.15.3. NEC_SE_DS Peligro Sísmico ...................................................................................... 34
2.15.4. NTE INEN 155: Cemento hidráulico. Mezclado mecánico de pastas y morteros de
consistencia plástica ...................................................................................................................... 34
2.15.5. NTE INEN 488: cemento hidráulico. Determinación de la resistencia a la compresión
de morteros en cubos de 50mm de arista. ..................................................................................... 35
3. CAPÍTULO III: CONSTRUCCIÓN Y ENSAYOS DE LOS ELEMENTOS, PRISMAS
Y MURETES ELABORADOS CON LADRILLO PET......................................................... 37
3.1. MÉTODOS Y TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN ............................................................. 37
3.1.1. Enfoque cuantitativo ..................................................................................................... 37
3.1.2. Enfoque cualitativo ....................................................................................................... 37
3.2. MATERIALES Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS PARA EL RELLENADO DE LAS
BOTELLAS PLÁSTICAS ................................................................................................................ 38
Los materiales y herramientas utilizadas fueron las siguientes: ....................................................... 38
3.3. EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL .......................................................................... 39
3.4. PROCEDIMIENTO PARA EL LLENADO DE BOTELLAS PLÁSTICAS ....................... 40
3.5. MATERIALES Y HERRAMIENTAS EMPLEADOS PARA LA ELABORACIÓN DE
ENCOFRADOS, DE PRISMAS Y MURETES ............................................................................... 41
3.6. MATERIALES PARA LA ELABORACIÓN DE LA MEZCLA ........................................ 41
xv
3.6. MORTERO DE PEGA ......................................................................................................... 42
3.6.1. Características del Mortero ........................................................................................... 43
3.6.2. Arena San Antonio ........................................................................................................ 44
3.6.3. Cemento ........................................................................................................................ 46
3.6.4. Tipos de dosificaciones del mortero de pega para la elaboración de prismas y muretes
49
3.6.5. Armado de encofrados de prismas y muretes ............................................................... 50
3.7. PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIÓN DE MAMPOSTERÍA CON LADRILLO
TIPO PET ......................................................................................................................................... 54
3.8. CONSTRUCCIÓN DE MURETES Y PRISMAS ................................................................ 54
3.8.1. Prismas con elementos configurados en una sola dirección ......................................... 55
3.8.2. Prismas con elementos configurados en dirección alternada ........................................ 57
3.8.3. Prismas configurados con elementos en sentido alternado y con el aditivo SIKA TOP
77 incluido en la dosificación del mortero. ................................................................................... 59
3.9. PROCESO DE CURADO .................................................................................................... 61
3.10. MOVILIZACIÓN DE LOS MURETES Y PRISMAS HACIA EL LABORATORIO DE
ENSAYO DE MATERIALES .......................................................................................................... 63
3.10.1. Consideraciones: ........................................................................................................... 63
3.11. PRUEBA DE RESISTENCIA DE LOS ELEMENTOS ELABORADOS CON
LADRILLO PET .............................................................................................................................. 64
3.11.1. Ensayo de tracción indirecta (Método Brasileño) ......................................................... 64
3.11.2. Ensayo en cubos de mortero ......................................................................................... 65
3.11.3. Compresión axial .......................................................................................................... 68
3.11.4. Ensayo de Corte o Tensión diagonal ............................................................................. 69
3.12. FOTOGRAFÍAS DE LAS FALLAS PRODUCIDAS POR LOS ENSAYOS
REALIZADOS ................................................................................................................................. 70
3.12.1. Ensayo a cubos de mortero ........................................................................................... 70
3.12.2. Ensayo de Tracción Indirecta ........................................................................................ 70
3.12.3. Ensayo de Compresión axial ......................................................................................... 71
xvi
3.12.4. Ensayo de Tensión Diagonal. ........................................................................................ 71
3.13. FICHAS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS ......................................................... 73
3.13.1. Resultados del mortero de pega .................................................................................... 73
3.13.2. Resultados del ladrillo PET ........................................................................................... 75
3.13.3. Resultados de Prismas ................................................................................................... 76
3.13.4. Resultados de Muretes .................................................................................................. 78
4. CAPÍTULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ..................... 82
4.1. RESUMEN DE RESULTADOS .......................................................................................... 82
4.1.1. Resumen de resultados obtenidos de los ensayos realizados a prismas elaborados con
ladrillo tipo PET ............................................................................................................................ 82
4.1.2. Resumen de resultados obtenidos de los ensayos realizados a muretes elaborados con
ladrillo tipo PET ............................................................................................................................ 84
4.2. CÁLCULO TEÓRICO DEL ESFUERZO A COMPRESIÓN (F’M) Y EL ESFUERZO
CORTANTE (FVM) EN LA MAMPOSTERÍA CONSTRUIDA CON LADRILLO TIPO PET. .. 86
4.2.1. Cálculo teórico de la resistencia a la compresión de la mampostería (f’m) .................. 86
4.3. RESULTADOS ..................................................................................................................... 88
4.3.1. Ladrillo tipo PET II ....................................................................................................... 88
4.3.2. Mortero de pega ............................................................................................................ 88
4.3.3. Ensayo a compresión axial a prismas construidos con ladrillo tipo PET II .................. 88
4.3.4. Ensayo de tensión diagonal o corte en muretes construidos con ladrillo tipo PET II ... 89
4.4. PROYECCIÓN DE RESULTADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE PAREDES Y
MUROS ............................................................................................................................................ 90
4.4.1. Peso por metro cuadrado: .............................................................................................. 91
4.4.2. Carga vertical resistente (PR): ...................................................................................... 91
4.4.3. Carga vertical actuante (PU): ........................................................................................ 92
4.4.4. Carga horizontal resistente (VR): ................................................................................. 94
4.4.5. Carga horizontal actuante (VU): ................................................................................... 94
4.5. ANÁLISIS ECONÓMICO ................................................................................................... 96
xvii
4.5.3. Presupuesto general de la mampostería tradicional de bloque y ladrillo .................... 102
4.5.4. Comparación de costos entre mampostería PET II y tradicional ................................ 109
4.5.5. Presupuesto general de la mampostería con ladrillo tipo PET II ambiental ............... 110
4.5.7. Comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería tipo PET II ambiental
en sus distintas pruebas ............................................................................................................... 115
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR ......................................................................... 115
4.5.8. Comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería tradicional y ladrillo
tipo PET II ambiental .................................................................................................................. 116
4.5.9. Resumen de comparación de precios por metro cuadrado de mampostería tipo PET II
ambiental, y tradicional (bloque y ladrillo). ................................................................................ 117
4.6. COMPARACIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS CON LA INVESTIGACIÓN
PREDECESORA. ........................................................................................................................... 118
4.6.1. Ladrillo tipo PET ........................................................................................................ 118
4.6.2. Mortero de pega .......................................................................................................... 119
4.6.3. Prismas ........................................................................................................................ 120
4.6.4. Muretes ....................................................................................................................... 121
4.6.5. Resistencias teóricas ................................................................................................... 122
4.6.6. Proyección para la construcción de paredes y muros .................................................. 123
4.6.7. Análisis económico ..................................................................................................... 125
5. CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................... 130
5.1. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 130
5.2. RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 134
6. REFERENCIAS ............................................................................................................. 135
7. ANEXOS ........................................................................................................................ 137
Anexo 1: Elaboración del ladrillo PET ........................................................................................... 137
Anexo 2: Armado de encofrados .................................................................................................... 138
Anexo 3: Elaboración del mortero de pega ..................................................................................... 139
xviii
Anexo 5: Construcción de prismas y muretes ................................................................................. 140
Anexo 6: Datos entregados por el laboratorio de ensayo de materiales y modelos de la
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR ............................................................................. 142
Anexo 7: Propiedades del suelo de relleno ..................................................................................... 144
LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1: Distribución de esfuerzos en un elemento sujeto a compresión diagonal (Meli &
Reyes, 1971, pág. 285) ............................................................................................................. 16
Gráfico 2: Distribución de Esfuerzos en un elemento sujeto a fuerzas cortantes (Meli &
Reyes, 1971, pág. 285) ............................................................................................................. 17
Gráfico 3: Compresión diagonal. Variación de los esfuerzos con la forma del elemento (Meli
& Reyes, 1971, pág. 288)......................................................................................................... 18
Gráfico 4: Variación de la resistencia con relación altura a espesor (Meli & Reyes, 1971, pág.
285) .......................................................................................................................................... 21
Gráfico 5: Ensayo de Cortante (Meli & Reyes, 1971, pág. 288) ............................................. 24
Gráfico 6: Carga Vertical en un muro (Contrumática, 2014) .................................................. 25
Gráfico 7: Carga en la dirección de la diagonal del murete (NEC, 2015, p. 57) ..................... 31
Gráfico 8: Curva granulométrica de la arena de San Antonio ................................................. 46
Gráfico 9: Resistencia a la compresión de prismas ................................................................. 83
Gráfico 10: Resistencia al corte de muretes ............................................................................. 85
Gráfico 11: Comparación por m2, de las distintas pruebas realizadas .................................. 101
Gráfico 12: Comparación de costos por m2 de la mampostería tradicional .......................... 108
Gráfico 13: Comparación de precios por m2 entre mampostería PET II y tradicional ......... 109
Gráfico 14: Precio por m2 de mampostería tipo PET II de distintas pruebas........................ 115
Gráfico 15: Comparación por m2 entre mampostería tradicional y de ladrillo PET II
ambiental ................................................................................................................................ 116
Gráfico 16: Resumen de costos por m2 de mampostería tipo PET II ambiental, bloque y
ladrillo .................................................................................................................................... 117
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Propiedades técnicas del PET (Richardson, 2000) ...................................................... 6
xix
Tabla 2: Resistencia a la compresión de la piedra natural (Gallo Ortiz, Espino Márquez, &
Olvera Montes, 2005) .............................................................................................................. 15
Tabla 3: Tabla de Morteros (Jiménez, 2012) ........................................................................... 44
Tabla 4: Propiedades físicas de la arena de San Antonio ........................................................ 45
Tabla 5: Ensayos especiales de la arena de San Antonio......................................................... 45
Tabla 6: Análisis granulométrico de la arena de San Antonio................................................. 46
Tabla 7: Propiedades mecánicas del cemento .......................................................................... 47
Tabla 8: relación agua/cemento (Jiménez, 2012) .................................................................... 48
Tabla 9: Tipos de mortero, dosificación y resistencia mínima a compresión a los 28 días
(NEC, 2015) ............................................................................................................................. 48
Tabla 10: Dosificación de mortero para la prueba 1 y 2 .......................................................... 49
Tabla 11: Dosificación de mortero para la prueba 3 ................................................................ 50
Tabla 12: Esfuerzo Admisible según la NEC_SE_VIVIENDA .............................................. 82
Tabla 13: Resistencia a compresión de Prismas ...................................................................... 82
Tabla 14: Resistencia a compresión de Muretes ...................................................................... 84
Tabla 15: Resistencia a corte puro, fvmo................................................................................. 87
Tabla 16: Calculo de fvm de las pruebas de resistencia a corte ............................................... 87
Tabla 17: Resultados a de resistencia compresión teórico vs. práctico ................................... 89
Tabla 18: Resultados de resistencia a corte práctico vs. teórico .............................................. 90
Tabla 19: Comparación de resultados entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA
de la investigación acerca del ladrillo PET ............................................................................ 118
Tabla 20: Comparación de resultados entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA
de la investigación acerca del mortero de pega ..................................................................... 119
Tabla 21: Comparación de resultados entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA
de la investigación acerca de los Prismas .............................................................................. 120
Tabla 22: Comparación de resultados entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA
de la investigación acerca de los Muretes .............................................................................. 121
Tabla 23: Comparación de resistencias teóricas entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA
ETAPA de la investigación Resistencias teóricas ................................................................. 122
Tabla 24: Comparación de la proyección para la construcción de paredes y muros entre la
PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA de la investigación ........................................ 123
Tabla 25: Comparación del análisis económico de paredes y muros entre la PRIMERA
ETAPA y la SEGUNDA ETAPA de la investigación ........................................................... 125
xx
LISTA DE FOTOGRAFÍAS
Fotografía 1: Ladrillo PET ....................................................................................................... 38
Fotografía 2: Almacenamiento del ladrillo PET ...................................................................... 38
Fotografía 3: Equipo de protección personal ........................................................................... 39
Fotografía 4: Herramientas empleadas para los encofrados de prismas y muretes ................. 41
Fotografía 5: Materiales para la elaboración de la mezcla ...................................................... 42
Fotografía 6: Armado de encofrados para muretes y prismas ................................................. 52
Fotografía 7: Colocación de desmoldante en encofrados ........................................................ 52
Fotografía 8: Elaboración de mortero de pega ......................................................................... 56
Fotografía 9: Colocación de desmoldante en encofrado .......................................................... 56
Fotografía 10: Colocación de mortero de pega en encofrado .................................................. 56
Fotografía 11: Colocación de ladrillo PET y mortero de pega en encofrado. ......................... 57
Fotografía 12: Nivelación del mortero de pega ....................................................................... 58
Fotografía 13: Colocación de ladrillo PET alternado .............................................................. 58
Fotografía 14: Golpes con maso de goma................................................................................ 58
Fotografía 15: Inclusión del SIKA TOP 77 en el mortero de pega ......................................... 60
Fotografía 16: Colocación de la última fila de ladrillo PET .................................................... 60
Fotografía 17: Acabado de la superficie del prisma ................................................................ 60
Fotografía 18: Desencofrado de muretes y prismas ................................................................. 61
Fotografía 19: desencofrado de muretes y prismas .................................................................. 62
Fotografía 20: Curado de muretes y prismas ........................................................................... 62
Fotografía 21: Curado de muretes y prismas con polietileno .................................................. 62
Fotografía 22: Colocación de neoprenos en vehículo de transporte ........................................ 63
Fotografía 23: Colocación de muretes en vehículo de transporte ............................................ 63
Fotografía 24: Colocación de prismas en vehículo de transporte ............................................ 64
Fotografía 25: Identificación de muestras................................................................................ 64
Fotografía 26: Medición del diámetro del ladrillo PET ........................................................... 65
Fotografía 27: Colocación del ladrillo PET ............................................................................. 65
Fotografía 28: Cemento, arena y agua. .................................................................................... 66
Fotografía 29: Proceso de mezclado de la aren, cemento y agua ............................................ 66
Fotografía 30: Colocación de mortero en moldes .................................................................... 67
Fotografía 31: Ensayo de especímenes .................................................................................... 67
Fotografía 32: Medición de la masa del prisma ....................................................................... 68
Fotografía 33: Dimensiones del prisma ................................................................................... 68
xxi
Fotografía 34: Aplicación de carga en prisma ......................................................................... 69
Fotografía 35: Colocación del murete en la máquina de ensayo ............................................ 69
Fotografía 36: Ensayo cubo de mortero ................................................................................... 70
Fotografía 37: Ensayo de Tracción Indirecta en ladrillo PET ................................................. 70
Fotografía 38: Ensayo a compresión en prismas ..................................................................... 71
Fotografía 39: Ensayo de Tensión Diagonal a muretes ........................................................... 71
xxii
RESUMEN
“BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: Oswaldo Javier Cabrera Valladares
Richard Ruales Pérez
TUTOR: Ing. Juan Carlos Moya Heredia Ms. C
La presente investigación tiene como objetivo optimizar las bases de diseño para la
construcción sostenible con mampostería de ladrillo tipo PET, en base a la investigación
predecesora: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET” de los autores: Gamboa Recalde Tarquino
Fernando y Recalde Sánchez Andrea Marcel, la misma que nos da los parámetros para la
construcción de mampostería con elementos conformados por botellas tipo pet recicladas,
rellenas de arena triturada compactada y unidas con mortero a base de cemento. Para esto, se
tomó como referencia a las recomendaciones descritas en la anterior investigación con
enfoque a disminuir el peso por unidad de área de mampostería y por ende el tamaño de los
elementos a utilizarse como mampuestos, así como también la utilización de suelo
compactado como relleno de las botellas recicladas obtenido del sitio de implantación del
proyecto, indistintamente de dónde se lo realice. También esta investigación contempla el
desarrollo de un diseño de mezcla del mortero de pega, que permita mejorar las propiedades
físicas y mecánicas de la mampostería, mediante la selección y caracterización de materias
primas específicas y realizando ensayos y pruebas en un laboratorio de hormigones. Los
resultados de esta investigación comprueban la optimización de la investigación predecesora
y las recomendaciones sugieren la continuación de la misma.
PALABRAS CLAVE: BASES DE DISEÑO/ CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE/
MAMPOSTERÍA/ LADRILLO TIPO PET/ OPTIMIZACIÓN/ RECICLAJE/
DISMINUCIÓN DE PESO POR UNIDAD DE ÁREA/ SUELO DE RELLENO/ DISEÑO
DE MEZCLA/ MORTERO DE PEGA.
xxiii
ABSTRACT
“DESIGN BASES FOR SUSTAINABLE CONSTRUCTION WITH PET BRICK
MASONRY; SECOND STAGE”
AUTHORS: Oswaldo Javier Cabrera Valladares
Richard Ruales Pérez
TUTOR: Ing. Juan Carlos Moya Heredia Ms. C
The present research aims to optimize the design bases for the sustainable
construction with PET brick masonry, based on the predecessor research: "BASES OF
DESIGN FOR SUSTAINABLE CONSTRUCTION WITH PET BRICK MASONRY" of the
authors: Gamboa Recalde Tarquino Fernando and Recalde Sánchez Andrea Marcel, the same
one that gives us the parameters for the construction of masonry with elements conformed by
recycled pet bottles filled with compressed crushed sand and joined with cement based
mortar. For this, reference was made to the recommendations described in the previous
research with a focus on reducing the weight per unit area of masonry and therefore the size
of the elements to be used as masonry, as well as the use of compacted soil as a filler of the
recycled bottles obtained from the site of implementation of the project, regardless of where
it is carried out. This research also contemplates the development of a mortar mix design, to
improve the physical and mechanical properties of masonry by selecting and characterizing
specific materials and performing tests in a concrete laboratory. The results of this research
prove the optimization of the predecessor research and the recommendations suggest the
continuation of the research.
KEY WORDS: DESIGN BASES/ SUSTAINABLE CONSTRUCTION/ MASONRY
/ PET TYPE BRICK/ OPTIMIZATION/ RECYCLING/ WEIGHT DECREASE PER UNIT
AREA / FILLING SOIL/ MIX DESIGN/ MORTAR.
1
1. CAPÍTULO I: GENERALIDADES
1.1. ANTECEDENTES
La presente propuesta de investigación busca realizar el estudio sugerido en las
recomendaciones del Trabajo de Graduación: “BASES DE DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET
2015” de los autores: Gamboa Recalde Tarquino Fernando y Recalde Sánchez Andrea
Marcel, dirigido por el Ing. Juan Carlos Moya con enfoque en la disminución de masa de la
mampostería de ladrillo tipo PET mediante la utilización de botellas de menor capacidad,
cambiando la arena de relleno por el suelo del sitio de construcción para reutilizarlo y mitigar
los impactos ambientales, logrando mejorar sus propiedades físico - mecánicas. Actualmente
en nuestras ciudades, el PET es uno de los residuos más abundantes, no retornables y que
tardan en degradarse aproximadamente 500 años; mediante un proceso de reciclaje podemos
reutilizarlo para conformar elementos aptos para la construcción. Los ladrillos PET son más
livianos que los ladrillos convencionales, por ende se puede conseguir una reducción
significativa en la carga permanente y tener una estructura más ligera, obteniéndose una
disminución considerable en los costos de construcción.
1.2. JUSTIFICACIÓN
En vista que el trabajo realizado por los Ings. Gamboa Recalde Tarquino Fernando y Recalde
Sánchez Andrea Marcel dio pie a continuar con la investigación que corresponde a
construcción sostenible con mampostería de ladrillo conformado de plástico usado en envases
de bebidas, procedemos a realizar un estudio enfocado en las recomendaciones descritas en el
trabajo antes mencionado. Según las estimaciones vigentes del BID (2017), Ecuador tiene
actualmente una población aproximada de 13.8 millones de personas y una relación
hombres/mujeres prácticamente equilibrada (100.4%). Nuestro país sufre tanto de una
escasez de viviendas como de problemas de calidad, que comprenden desde la falta de títulos
de propiedad a paredes hechas de materiales poco resistentes, pisos de tierra y la ausencia de
acceso a redes de agua potable y saneamiento. Es así como la reutilización de envases
plásticos de bebidas gaseosas puede ser una alternativa accesible y viable ante un problema
de déficit de viviendas puesto que el material necesario para la conformación de los ladrillos
tipo PET los podemos encontrar en el lugar de implantación del proyecto, sustituyendo la
necesidad de adquisición y transporte de la mampostería convencional.
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Esta investigación tiene la finalidad principal de sustentar las recomendaciones realizadas por
(Gamboa F. & Recalde A., 2015) acerca de la disminución de la masa del ladrillo tipo PET
mediante la utilización de envases de menor tamaño y de mejorar la adherencia entre el
mortero de pega y el ladrillo PET para conseguir un producto más económico que el que se
describe en su investigación.
1.3.OBJETIVOS
1.3.1. Objetivo general
Optimizar las bases de diseño para la construcción sostenible con mampostería de ladrillo
tipo PET.
1.3.2. Objetivos específicos
Realizar ensayos que permitan determinar las propiedades físicas y mecánicas de los
elementos que conforman la mampostería optimizada.
Comprobar la adherencia entre el mortero y el ladrillo tipo PET optimizado.
Determinar los costos de construcción por cada metro cuadrado de mampostería tipo
PET optimizada, compararla con la mampostería PET predecesora y mampostería
tradicional.
Determinar conclusiones y recomendaciones para sugerir continuación con la
investigación.
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1.4. IDEAS A DEFENDER
1. Al utilizar botellas de menor capacidad y longitud, se obtendría una disminución en el
espesor de la mampostería y por ende menor peso por unidad de área.
2. El material de relleno de las botellas PET puede ser suelo de excavación de la zona en
la que se vaya a realizar la construcción, haciéndolo más accesible, económico y
utilizando la mano de obra local.
3. Se puede ganar mayor adherencia entre la botella PET y el mortero, con el desarrollo
de la dosificación ideal para el mortero de pega, esto incluye el uso de un aditivo
mejorador de adherencia.
4. La mampostería tipo PET modificada con botellas plásticas de 0,4 litros es más
económica y resistente que la mampostería tipo PET modificada con botellas plásticas
de 1.5 litros.
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2. CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO
2.1. EL PLÁSTICO
Los plásticos son producidos mediante un proceso conocido como polimerización, ya sea por
adición, por condensación, o por etapas, es decir, creando grandes estructuras moleculares a
partir de moléculas orgánicas. Las enormes moléculas de las que están compuestos pueden
ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico (Garavito, 2010).
La ASTM (2015) define como plástico a cualquier material de un extenso y variado grupo
que contiene como elemento esencial una sustancia orgánica de gran peso molecular, siendo
sólida en su estado final; ha tenido o puede haber tenido en alguna etapa de su manufactura
(fundido, cilindrado, prensado, estirado, moldeado, etc.) diferentes formas de fluidificación,
mediante la aplicación, junta o separada, de presión o calor. Los plásticos se caracterizan por
una relación resistencia/densidad alta, unas propiedades excelentes para el aislamiento
térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes; tienen baja
conductividad eléctrica y térmica, y no son adecuados para utilizarse a temperaturas elevadas.
2.1.1. Clasificación de los Polímeros
Para poder distinguir a los polímeros según su estructura y comportamiento al calor, se los
clasifican en:
Elastómeros
Termoestables
Termoplásticos
2.1.1.1. Elastómeros
Los polímeros elastómeros son compuestos químicos cuyas moléculas consisten en varios
miles de monómeros, que están unidos formando grandes cadenas, las cuales son altamente
flexibles, desordenadas y entrelazadas. Cuando son estirados, las moléculas son llevadas a
una alineación y con frecuencia toman una distribución muy ordenada (cristalina), pero
cuando se las deja de tensionar retornan espontáneamente a su desorden natural, un estado en
que las moléculas están enredadas (Garavito, 2010).
2.1.1.2. Termoestables
Los polímeros termoestables, son aquellos que solamente son blandos o "plásticos" al
calentarlos por primera vez. Después de enfriados no pueden recuperarse para
transformaciones posteriores. Es un material compacto y duro, su fusión no es posible (la
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temperatura los afecta muy poco), insoluble para la mayoría de los solventes, encuentran
aplicación en entornos de mucho calor, pues no se ablandan y se carbonizan a altas
temperaturas (Garavito, 2010).
2.1.1.3. Termoplásticos
Los polímeros termoplásticos son resinas fácilmente conformables al aplicárseles temperatura
y presión, entre los métodos más usados para su manufactura se encuentran la inyección,
extrusión, soplado y termoformado. La temperatura máxima de trabajo para los productos
moldeados son bastante más bajas que la temperatura de ablandamiento o de fusión,
usualmente alrededor de la mitad de la temperatura de fusión correspondiente. Variaciones en
los esfuerzos mecánicos o condiciones ambientales pueden reducir los márgenes de
resistencia del material. Otra característica de estos materiales es su tendencia a absorber
agua, ya sea del ambiente o por inmersión (Garavito, 2010).
2.2. PET (POLIETILÉN TEREFTALATO)
El polietilén tereftalatato o PET es un tipo de materia prima plástica derivada del petróleo,
correspondiendo su fórmula a la de un poliéster aromático. Su denominación técnica es
polietilén tereftalato o politereftalato de etileno y forma parte del grupo de los termoplásticos,
razón por la cual es posible reciclarlo.
2.2.1. Propiedades
Es de gran importancia el conocimiento de las propiedades del PET, para poder enfatizar en
las que nos brindan el mayor aporte de mejoras en las características físicas y mecánicas de la
mampostería. Según Mariano (2011), el PET en general se caracteriza por su elevada pureza,
alta resistencia y tenacidad. De acuerdo a su orientación presenta propiedades de
transparencia y resistencia química. Existen diferentes grados de PET, los cuales se
diferencian por su peso molecular y cristalinidad. Los que presentan menor peso molecular se
denominan grado fibra, los de peso molecular medio, grado película y los de mayor peso
molecular, grado ingeniería. Este polímero no se estira y no es afectado por ácidos ni gases
atmosféricos, es resistente al calor y absorbe poca cantidad de agua, forma fibras fuertes y
flexibles, también películas. Su punto de fusión es alto, lo que facilita su planchado, es
resistente al ataque de polillas, bacterias y hongos. El PET presenta las siguientes
propiedades:
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Procesable por soplado, inyección y extrusión.
Apto para producir botellas, películas, láminas, planchas y piezas.
Transparencia (aunque admite cargas de colorantes) y brillo con efecto lupa.
Alta resistencia al desgaste.
Muy buen coeficiente de deslizamiento.
Buena resistencia química y térmica.
Muy buena barrera a CO2, aceptable barrera a O2 y humedad.
Compatible con otros materiales barrera que mejoran en su conjunto la calidad barrera
de los envases y por lo tanto permiten su uso en mercados específicos.
Reciclable, aunque tiende a disminuir su viscosidad con la historia térmica.
Aprobado para su uso en productos que deban estar en contacto con productos
alimentarios.
A continuación en la Tabla 1, se describen las propiedades técnicas del PET, dónde tenemos
las propiedades cuantificadas en rangos de valores numéricos y en unidades del Sistema
Internacional de Unidades, esto nos da una idea de las propiedades físicas y mecánicas que va
a aportar el PET a la mampostería.
Tabla 1: Propiedades técnicas del PET (Richardson, 2000)
PROPIEDAD UNIDAD VALOR
Densidad g/cm3 1.34 - 1.39
Resistencia a la Tención MPa 59 - 72
Resistencia a la compresión MPa 76 - 78
Resistencia al impacto. Izod J/mm 0.01 - 0.04
Dureza ----- Rockwell M94 - M101
Dilatación Térmica 10-4/°C 15.2 - 24
Resistencia al Calor °C 80 - 120
Resistencia dieléctrica V/mm 13780 - 15750
Constante dieléctrica (60Hz) ----- 3.65
Absorción de agua (24h) % 0.02
Velocidad de combustión mm/mm Consumo lento
Efecto luz solar ----- Se decolora ligeramente
Calidad de mecanizado ----- Excelente
Calidad óptica ----- Transparente a opaco
Temperatura de fusión °C 244 - 254
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2.2.2. Características
Las características del PET, nos permiten conocer las cualidades del material, las mismas que
van a ser las que nos permitan aprovechar al máximo su uso, en la mampostería. El PET
presenta las siguientes características:
Biorientación.- Permite lograr propiedades mecánicas y de barrera con optimización
de espesores.
Cristalización.- Permite lograr el incremento del peso molecular y la densidad.
Esterilización.- El PET resiste esterilización química con óxido de etileno y radiación
gamma.
Resistencia química.- Presenta buena resistencia en general a: grasas y aceites
presentes en alimentos, soluciones diluidas de ácidos minerales, álcalis, sales,
jabones, hidrocarburos alifáticos y alcoholes. Posee poca resistencia a: solventes
halogenados, aromáticos y cetonas de bajo peso molecular.
2.2.3. Procesamiento
El PET requiere de procedimientos donde las condiciones de presión y temperatura, juegan
un papel fundamental para la consecución de lo deseado. El PET presenta una estructura
molecular con regularidad estructural necesaria para tener un potencial de cristalización.
Debido a la presencia de los anillos aromáticos en su cadena, el PET presenta una moderada
flexibilidad molecular, que se refleja en que su temperatura de transición vítrea, se encuentra
en torno a los 70-80 ºC. Esto hace que su capacidad para cristalizar sea controlada por las
condiciones de enfriamiento. Así, la densidad del PET puede variar desde 1,33-1,34 g/cm3
para un material amorfo hasta aproximadamente 1,45-1,51 g/cm3 para el caso semicristalino,
éste último particularmente dependiente y proporcional al contenido de dietilénglicol (DEG)
que puede generarse durante el proceso de síntesis (Industriales, 2014). El parámetro de
solubilidad del PET es aproximadamente de 21,8 MPa lo que lo haría sensible, en mayor o
menor grado, a algunos solventes como cetonas, clorados y alcoholes de 4 u 8 carbonos; pero
en el caso de los productos semicristalinos, sólo solventes donadores de protones son capaces
de interaccionar con los grupos ésteres en forma efectiva. Aunque es un polímero polar, sus
propiedades como aislante eléctrico a temperatura ambiente son buenas a altas frecuencias,
debido a que el material, al estar por debajo de la temperatura de transición vítrea (Tg), tiene
restricciones en la orientación de dipolos Industriales (2014). Su carácter higroscópico se
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debe tener en cuenta durante el procesamiento y también que en su estado fundido presenta
una alta sensibilidad a la degradación hidrolítica, de ahí que sea práctica común en la
industria realizar ciclos previos de secado a temperaturas mayores a su Tg (entre 140-160 ºC)
por períodos de hasta 6 horas antes de cualquier etapa de procesamiento. Otro factor que
limitó en sus inicios el moldeo por inyección, fue su inherente baja viscosidad del fundido
que es altamente sensible a la temperatura, por lo que las temperaturas de procesamiento se
encuentran muy cercanas a su temperatura de fusión de los cristales (Tm) (entre 270-290 ºC),
para evitar el goteo en la boquilla. Parte de este inconveniente ha sido solucionado al diseñar
los equipos tal que incorporen sistemas que controlen el flujo libre a través de la boquilla. Por
otro lado, si se desean productos transparentes obtenidos por inyección, es necesario que la
temperatura del molde sea menor a 50 ºC y no usar grados que contengan agentes nucleantes.
Sin embargo, a pesar de las buenas propiedades ópticas y mayor tenacidad respecto al caso
semicristalino, pierde resistencia química por lo que ha sido limitado o desplazado el uso de
estos productos por otras opciones de procesamiento. El interés definitivo por el uso de PET
surgió al descubrir la utilidad de obtener productos biorientados, en combinación con la
introducción de la copolimerización con ácido isoftálico o 1,4-ciclohexano-dimetanol. Tal
combinación permite obtener productos que presentan mejoras en transparencia y tenacidad,
características esenciales de las botellas y algunos laminados y películas de PET destinados a
envases y embalajes. En este caso se propicia un proceso de cristalización por deformación,
que genera una morfología cristalina orientada, muy diferente a la obtenida por un simple
calentamiento de una muestra amorfa o durante el enfriamiento en el moldeo por inyección.
Si bien la cristalinidad puede alcanzar un 40%, la morfología desarrollada permite conservar
la transparencia del PET, mientras que son favorecidas tanto la rigidez y tenacidad del
sistema, al igual que las propiedades barrearas.
2.3.CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
La Construcción Sostenible se basa en las mejores prácticas que unen calidad y eficacia a
largo plazo a un coste asumible. Mientras que las prácticas constructivas estándares están
guiadas por consideraciones económicas a corto plazo. En cada etapa del ciclo de vida de una
obra civil, se puede aumentar el confort y la calidad de vida, mientras que se disminuye el
impacto en el medio ambiente y se aumenta la sostenibilidad económica del proyecto. Según
BRUNDTLAND (2006) existen tres aspectos principales del desarrollo sostenible:
Medio ambiente (debemos preservar y valorizar nuestros recursos naturales).
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Sociedad (los seres humanos deben ser capaces de satisfacer sus necesidades de
alimentos, energía, abrigo, protección, trabajo…).
Economía (debemos fomentar el desarrollo económico, y los países en vías de
desarrollo deben tener la oportunidad de alcanzar la misma calidad y nivel de vida y
de crecimiento que los países desarrollados).
Una edificación genera varios tipos de costes durante su ciclo de vida: el coste directo de los
materiales y de la construcción, los gastos corrientes (reparación y mantenimiento), el costo
de la demolición etc., pero también los costes indirectos ligados al medio ambiente (costes de
la contaminación) y los costes de uso (por ejemplo el agua, el gas y la electricidad). La
reducción de costes a corto plazo no siempre proporciona ahorros óptimos en el largo plazo:
por ejemplo la inversión en medidas de eficiencia energética generará ahorros en calefacción
y la inversión inicial se recuperará (tiempo del reembolso) entre 5 y 15 años y continuará
proporcionando ahorros cada año mientras el edificio siga funcionando. De hecho, la
construcción de un edificio sostenible es una de las mejores inversiones que se puede hacer
en la actualidad.
Debido a la variedad de los retos planteados por la Construcción Sostenible, la evaluación de
los edificios y métodos constructivos puede ser muy compleja. Por esta razón, se han
desarrollado herramientas para ayudar a medir y poder evaluar los resultados obtenidos en
estos edificios. Actualmente, el interés por la edificación “verde” sostenible está creciendo
por todo el mundo. Existe un buen número de excelentes métodos de evaluación ambiental;
entre ellos están LEED en los EE.UU., BREEAM en el Reino Unido, HQE en Francia y
CASBEE en Japón. Con el desarrollo de diferentes métodos nacionales de evaluación, hay
una necesidad clara de coherencia y de consistencia entre todos ellos. Es esencial que las
definiciones, los criterios de evaluación sean comunes y las medidas estén basadas en
argumentos científicos sanos, claros y rigurosos (Saint-Gobain, 2015).
2.3.1. Construcción sostenible con ladrillo tipo PET
La construcción sostenible con la utilización del ladrillo PET en la mampostería,
conjuntamente con procedimientos constructivos actuales, nos permiten alcanzar
rendimientos altos y beneficios en distintos ámbitos. Las bondades que ofrecen la
reutilización del PET y los diferentes avances tanto en ciencia como en tecnología referente a
los materiales constructivos, hacen que la utilización del ladrillo PET sea una solución limpia
y ecológica que respeta el medio ambiente. El material destinado como relleno del ladrillo
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PET será el suelo del sitio de implantación del proyecto, para este estudio el material se lo
obtuvo del Valle de los Chillos ubicado en la parte sur oriental de la Ciudad de Quito en
Ecuador. Por lo tanto, la elaboración de mampostería con ladrillo PET considera aspectos que
caracterizan a una construcción sostenible.
2.4. DEFINICIÓN DEL LADRILLO TIPO PET
Es un elemento destinado para la elaboración de mampostería ecológica, la misma que
reemplazará al ladrillo o bloque de uso convencional. El ladrillo tipo PET está conformado
por una botella plástica rellena de suelo compactado, dicho material de relleno se lo obtendrá
del sitio de implantación del proyecto, evitando que contenga materia orgánica (Gamboa F. &
Recalde A., 2015).
2.4.1. Materiales que pueden ser empleados en la fabricación del ladrillo tipo PET.
El ladrillo tipo PET tiene como materiales de fabricación el recipiente o envase plástico PET
y suelo de relleno extraído de la excavación del lugar de implantación del proyecto.
Botellas Plásticas tipo PET.- Los recipientes variarán según lo que consuma comúnmente la
población del sector o lugar cercano a la construcción futura, es decir las características de las
botellas cambiarán en su forma, dimensiones, y capacidad (Gamboa F. & Recalde A., 2015).
Material de Relleno.- El relleno podría ser: suelo, gravilla, telas o fundas plásticas, pero es
necesario realizar un estudio apropiado con cada uno de estos materiales tal y como el que se
realizó en esta investigación. No es recomendable usar como relleno suelos con un alto
contenido de materia orgánica o biodegradable debido a que con el tiempo pueden alterar la
estructura original del mampuesto. El proceso de compactación tiene como objetivo eliminar
los espacios vacíos que existen entre las partículas del material de relleno para dar rigidez
mediante la compactación de suelo en la botella plástica, dejándola totalmente dura y
semejante a un elemento de mampostería tradicional.
2.4.2. Materiales empleados para la construcción de mampostería con ladrillo tipo
PET
El ladrillo tipo PET tiene como materiales de fabricación el recipiente o envase plástico y
como relleno se utilizará el suelo de excavación que se encuentre en el sitio de implantación
del proyecto.
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Ladrillo tipo PET.- Este novedoso material podrá ser empleado en la construcción de
mampostería, este elemento puede ser utilizado en cualquier región debido a que se
compone de botellas plásticas y como relleno el suelo excavado del sitio compactado,
de esta manera mitigamos el impacto ambiental negativo que genera el plástico en el
medio ambiente.
Mortero de pega.- El motero a utilizarse servirá para aglomerar los ladrillos PET en
la conformación de la mampostería rellenando los espacios vacíos que quedan entre
cada ladrillo PET, además garantizará la adherencia del conjunto.
Aditivo mejorador de adherencia.- Para lograr una mejor adherencia entre el
mortero de pega y el ladrillo PET se usará un aditivo líquido utilizado para mejorar
las propiedades físicas y químicas de los morteros e incrementa su adherencia
denominado SIKA TOP 77, este aditivo se lo incluye en el agua de amasado de la
dosificación para mejorar su trabajabilidad y protrusión.
2.5. IMPACTO DEL PLÁSTICO EN EL MEDIO AMBIENTE
El aumento de la generación de residuos, fruto del incremento demográfico acelerado, ha
sobrepasado su capacidad de manejo, lo que ha tornado creciente la utilización de malas
prácticas o carencias en todos los segmentos del proceso de gestión de RSU (reducción,
separación, recolección, transferencia, transporte, tratamiento y disposición final), las cuales
representan un gran riesgo para la salud y la calidad de vida, así como una constante amenaza
para los ecosistemas. La generación de residuos, a nivel mundial, constituye uno de los
mayores problemas ambientales de nuestro siglo. En 2012, la generación de residuos en el
Ecuador era de 406,8 Kg per cápita al año, lo que representa la mitad de los residuos
generados por parte de Estados Unidos (828 Kg/per cápita/año). Sin embargo comparando
con la región Andina, Ecuador se encuentra antes de Chile, Brasil, Perú y Colombia (INEC,
2014). A nivel nacional, entre los años 2010 y 2014, se incrementó el porcentaje de hogares
que clasificaron residuos inorgánicos. Cabe aclarar que recuperar materiales reciclables
disminuye la cantidad de residuos sólidos que se depositan en los sistemas de relleno
sanitario, y se prolonga la vida útil de estos residuos. Al disminuir el volumen de los residuos
sólidos destinados a los sistemas de relleno sanitario, los costos de recolección y disposición
final son menores.
El uso de materiales reciclables como materia prima en la manufactura de nuevos productos
ayuda a conservar recursos naturales renovables y no renovables (INEC, 2014). De acuerdo
12
con información de prensa, en la capital, el 65% de la basura es material orgánico y 35%
inorgánico, generado en un 70% por hogares y 30% por industrias y comercio. Entre los
principales desechos inorgánicos están el plástico, tetra pack (polietileno, cartón y aluminio),
papel, cartón, vidrio, aluminio y lata. En los últimos años, por las tendencias del mercado, los
productos alimenticios usan envases de plástico que, por su menor costo, han sustituido al
vidrio y al cartón. Dentro de los residuos inorgánicos, la mayoría es de plásticos y de los
cuales solo en Guayaquil se desechan 366 millones de botellas al año y otro tanto de fundas.
Al no ser un material biodegradable, los plásticos se convierten en un serio problema de
contaminación, pues duran muchos años. Los envases de cartón, en cambio, son
biodegradables; los de vidrio y de lata no son biodegradables, pero totalmente reciclables. Si
bien se ha aprobado un impuesto a las botellas plásticas, es necesario obligar a los hogares a
clasificar la basura. Actualmente es llevada al relleno sanitario, a cargo de los municipios,
pero genera contaminación al aire. En otras ciudades, la basura es depositada a campo
abierto, lo que implica mayor contaminación y riesgo para la salud. Con educación ambiental
se puede lograr la clasificación de la basura en los hogares y colocar en los barrios depósitos
para los cuatro tipos de desechos principales: plástico, papel o cartón, vidrio y otro para los
orgánicos.
Un segundo problema es el reciclaje de la basura, que en su mayoría se puede procesar. Los
desechos orgánicos pueden ser convertidos en compost, un abono que es utilizado en la
agricultura. También se puede implementar la quema de basura y la obtención de gases de
uso industrial que pueden ser utilizados para generar electricidad. Si bien las ciudades
grandes están en capacidad de implementar lo anterior y otros proyectos, en los municipios
pequeños pueden aplicar métodos como procesadoras de basura para clasificar la basura y
reciclarla.
2.6. TIPOS DE BOTELLAS A EMPLEARSE
Para la presente investigación utilizaremos una botella en particular la cual es fabricada por la
empresa Arca Continental siendo la segunda embotelladora de Coca Cola más grande de
América Latina y una de las más importantes en el mundo, la capacidad de la botella es de
400 ml. Se escogió este envase por sus características físicas, fácil manipulación y
reconocimiento visual, aparte de generar menos peso en la mampostería a construir. Gracias a
la gran demanda de este producto por parte de la ciudadanía existen altas cantidades de este
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tipo de ejemplares en supermercados, centros de acopio y tiendas en todo el país. Las
dimensiones de las botellas de plásticos tipo PET son:
Altura: 20.5 cm
Diámetro de la boca del envase: 2.2 cm
Diámetro del centro del envase: 6.0 cm
Espesor: 0.40 mm
2.7. MAMPOSTERÍA NO REFORZADA
Es la estructura conformada por piezas de mampostería unidas por medio de mortero y que
no cumplen las cuantías mínimas de refuerzo establecidas para la mampostería parcialmente
reforzada (NEC, 2015).
2.8. MAMPOSTERÍA PARCIALMENTE REFORZADA
Es la estructura conformada por piezas de mampostería de perforación vertical, unidas por
medio de mortero, reforzada internamente con barras y alambres de acero (NEC, 2015).
2.9.MAMPOSTERÍA PARCIALMENTE REFORZADA
Es la estructura conformada por piezas de mampostería de perforación vertical, unidas por
medio de mortero, reforzada internamente con barras y alambres de acero (NEC, 2015).
2.10. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MAMPOSTERÍA
Los muros y mamposterías en las construcciones, cumplen con diversas funciones
estructurales, estos elementos soportan la acción de cargas verticales y horizontales de ahí la
importancia de conocer cuáles son sus propiedades. En el Ecuador no se tiene estudios
técnicos normativos realizados a fondo sobre mamposterías alternativas, el único documento
con el que se cuenta como sustento es la Norma Ecuatoriana de la Construcción en donde se
describen como propiedades mecánicas intrínsecas. En otros países la investigación sobre las
propiedades mecánicas del mampuesto ha dado lugar al interés de varios profesionales, y es
así que en México existen libros donde describen ensayos realizados a diversos materiales
que conforman el muro (Gamboa F. & Recalde A., 2015). La propiedad más importante que
deben cumplir los elementos de la mampostería es la resistencia a la compresión, la misma
que se obtiene dividiendo la máxima fuerza que es capaz de resistir la probeta, que dependerá
del material y forma a ensayar entre el área en planta de la muestra para alcanzar tal
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resistencia en unidades kg/cm2 o MPa, además de la tensión diagonal, esfuerzos tangenciales
en juntas y esfuerzo cortante (Gamboa F. & Recalde A., 2015). Otras propiedades destacables
que deben cumplir los mampuestos son las siguientes:
Absorción
Durabilidad
2.10.1. Absorción
La absorción es la medida de la porosidad de un material o elemento, que indica la
posibilidad de filtración de algún agente líquido a través del bloque o ladrillo y la tendencia a
su disgregación. El ladrillo tipo PET al estar formado por plástico (tereftalato de polietileno)
no absorberá ningún tipo de líquido que se encuentre a su alrededor, convirtiéndole en un
elemento impermeable y exento de disgregaciones que son problemas comunes en los
materiales tradicionales en la construcción de mampostería.
2.10.2. Durabilidad
La durabilidad es la capacidad de los materiales de construcción por separado y en conjunto
de resistir en el tiempo las influencias ambientales y físicas del entorno, como son los
procesos de congelación y descongelación, los procesos de carga y descarga, la exposición a
ácidos, sales y otros elementos que reaccionen químicamente con los mismos y generen
deterioro en sus propiedades físicas y mecánicas. En la mampostería se encuentra
específicamente asociada a los cambios de las condiciones naturales que son temperatura y
humedad, se la puede evaluar a través de una prueba de congelación y descongelación, la cual
consiste en ser repetitiva en condiciones saturadas con varios ciclos de humedecimiento y
secado. La pérdida de peso se relaciona con su resistencia (Gallo Ortiz, Espino Márquez, &
Olvera Montes, 2005). Debido a que el ladrillo tipo PET es de plástico y su tiempo de
descomposición va 100 a 1000 años se puede considerar que este material es de alta
durabilidad (Gallo Ortiz, Espino Márquez, & Olvera Montes, 2005).
2.11. RESISTENCIA DE PIEZAS ARTIFICIALES (LADRILLO Y BLOQUE)
Las principal propiedad que deben poseer las piezas o elementos que conforman una
mampostería es la resistencia a la compresión la misma que se lo puede realizar ensayando
medio ladrillo o bloque en posición horizontal donde se aplica una carga de compresión axial;
para poder realizar dicha prueba, la muestra debe estar seca porque si contiene o absorbe
humedad se alteran los resultados de la resistencia deseada. En la Tabla 2 se describen rangos
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de valores referenciales de densidades, resistencia a compresión, tensión y módulo de
elasticidad de distintos tipos de piedra, con esto podemos tener una idea de selección de
materias primas, para poder obtener las mejores propiedades para la mampostería, en la
mediad de que sea factible económicamente.
Tabla 2: Resistencia a la compresión de la piedra natural (Gallo Ortiz, Espino Márquez, &
Olvera Montes, 2005)
PIEDRA
PESO
VOLUMÉTRICO
SECO
RESISTENCIA
A LA
COMPRESIÓN
RESISTENCIA
A LA
TENSIÓN
MÓDULO DE
ELASTICIDAD
t/m3 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2
Areniscas 1.75 – 2.65 150 – 3200 60 – 120 40000 - 200000
Basaltos
(Piedra
Braza)
2.30 - 3.00 800 – 5800 200 – 300 100000 - 300000
Granito
Natural 2.40 – 3.20 800 – 3000 100 – 200 40000 - 500000
Mármol 2.40 – 2.85 300 - 3000 35 – 200 900000
2.12. MECANISMOS DE FALLA
Se conoce como mecanismo de falla al efecto ocasionado en la mampostería expuesta a las
solicitaciones como compresión, corte, entre otros, el mismo que se lo puede definir como
un proceso, secuencia o medio por el cual ocurre la falla en el muro. A continuación se
especifican los tipos de mecanismos de falla y su influencia en la mampostería.
2.12.1. Mecanismo de falla ocasionada por Compresión Axial
La mampostería al estar formada por dos materiales que tienen características distintas
(esfuerzo-deformación) y encontrarse sometidos a la acción de esfuerzos de compresión
tienden a deformarse de diferente manera, es decir que tanto el mampuesto como el mortero
de pega reaccionan indistintamente, lo que hace difícil su interacción. Para explicar de una
manera sencilla la forma de interactuar de los materiales, se describe que un prisma de
mampostería sometido al efecto de una carga vertical, tanto el mortero como el mampuesto
sufren deformaciones verticales y alargamientos transversales. Se debe destacar que si los
materiales tuviesen la oportunidad de trabajar independientemente, sus deformaciones serian
distintas debido a sus respectivas propiedades elásticas. La adherencia y las fuerzas de
fricción entre las caras de contacto del mampuesto con el mortero, impiden el desplazamiento
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o deslizamiento relativo lo que genera que ambos tengan una misma deformación transversal
que será un intermedio de las que se inducirían por separado. Para alcanzar la misma
deformación, el mampuesto al ser un material rígido soportará tensiones transversales,
mientras que el mortero por ser un material deformable, se encontrará expuesto a una
compresión triaxial, siendo la compresión en ambas direcciones transversales. Por lo tanto
aumentará la resistencia del mortero con respecto a una prueba de compresión simple,
mientras disminuye la del material rígido en este caso el mampuesto. Este comportamiento
peculiar ha sido denominado efecto de junta (Meli & Reyes, 1992). Los esfuerzos
transversales inducidos en los dos materiales aumentan si la diferencia de los módulos de
elasticidad de cada uno y el espesor de la junta aumenta, es decir que es directamente
proporcional. La falla se presenta por aplastamiento de las piezas de mampostería ocasionado
por la compresión axial y el agrietamiento vertical generado por deformaciones transversales
acompañadas de agrietamiento longitudinales, que al ser excesivo producen inestabilidad del
elemento y con esto su falla. El mortero sufre aplastamiento, pero no llega a la falla del
mampuesto porque se encuentra retenido en capas delgadas y no generan inestabilidad de
toda la mampostería.
2.12.2. Mecanismo de falla y distribución de esfuerzos ocasionada por Tensión
Diagonal
Para estudiar de manera teórica la distribución de esfuerzos principales de tensión en la
mampostería, la misma que se supone estar formado de un material elástico homogéneo
sujeto a dos fuerzas de compresión a lo largo de la diagonal dónde las cargas laterales que
actúan sobre la mampostería inducen a tensión diagonal lo que genera la falla del muro, la
misma que se reconoce por la grieta diagonal que atraviesa en diferentes direcciones al
mortero y mampuesto con una trayectoria aproximadamente recta, esta se forma desde el
centro del muro y crece hasta los extremos como se puede observar en el Gráfico 1.
Gráfico 1: Distribución de esfuerzos en un elemento sujeto a compresión diagonal (Meli &
Reyes, 1971, pág. 285)
17
Mientras que en el Gráfico 2 se evidencia la distribución de esfuerzos de la diagonal bajo una
carga horizontal aplicada en el extremo del elemento cuadrado trabajando en voladizo. Estos
dos tipos de carga idealizan las solicitaciones a las que puede estar sometida la mampostería
por efecto de cargas laterales (Meli & Reyes, 1971).
Gráfico 2: Distribución de Esfuerzos en un elemento sujeto a fuerzas cortantes (Meli &
Reyes, 1971, pág. 285)
Como se puede observar en los dos casos de los Gráficos 1 y 2, el valor máximo de tensión
diagonal ocurre en el centro del elemento lo que explica el modo de falla. El esfuerzo
máximo de tensión puede variar por el tipo de carga, proporciones del elemento y el nivel de
carga vertical que actúa sobre el muro. Para poder identificar cual es la variación
teóricamente se lo realiza a través del análisis elástico y encontrar el valor del esfuerzo
18
máximo en cada caso igualado a la resistencia de la tensión diagonal de la mampostería por lo
que se encuentra la carga que genera el comienzo de la grieta diagonal y es considerado como
el límite de resistencia diagonal. Por lo tanto la falla por tensión diagonal ocurre cuando los
mampuestos son de baja resistencia y tienen buena adherencia con el mortero, y que de lo
contrario la falla es debido a los esfuerzos tangenciales en las juntas (Meli & Reyes, 1971).
2.12.3. Mecanismo de falla ocasionada por Esfuerzos Tangenciales en juntas
Cuando los mampuestos tienen alta resistencia, la carga aplicada vence la adherencia entre el
mortero y los mampuestos en las juntas antes de que el esfuerzo de tensión diagonal
producido bajo la acción de una carga lateral exceda la resistencia de cada elemento, es así
que se genera la grieta en la junta más cercana del centro y se propaga hacia los extremos de
forma diagonal. En el Gráfico 3 se puede observar la variación de esfuerzos respecto a la
forma geométrica e inercial del elemento, teniéndose gráficas donde se compara las gráficas
obtenidas según el esfuerzo analizado.
Gráfico 3: Compresión diagonal. Variación de los esfuerzos con la forma del elemento (Meli
& Reyes, 1971, pág. 288)
El tipo de falla producida por el deslizamiento sobre las juntas debe exceder la resistencia a
los esfuerzos tangenciales en las mismas, la cual es proporcionada en parte por la adherencia
que existe entre el elemento y el mortero, además por la presencia de la fricción existente
entre los materiales, inducida por los esfuerzos de compresión que están en dirección normal
a dicha junta. Por lo tanto para calcular el esfuerzo resistente en la junta se utilizará el
mecanismo de Coulomb:
19
𝑣 = 𝑢 + (𝑓 × 𝜎)
Dónde;
𝑢 → Es la adherencia en las juntas.
𝑓 → Es la fricción en las juntas.
𝜎 → Esfuerzo de compresión aplicado en dirección normal a la junta.
Si se considera una mampostería o muro expuesto a cargas de compresión diagonal se
presentará en la sección critica esfuerzos verticales de compresión, los mismos que serán
directamente proporcionales a la relación altura y longitud del muro, donde los esfuerzos
ayudarán a determinar que exista el efecto de fricción lo que incrementará la resistencia de
esfuerzos tangenciales en las juntas. Del resultado del análisis elástico del muro que
considera un material homogéneo la variación del esfuerzo de compresión en el centro del
muro, el cual se muestra en el que se puede apreciar que los esfuerzos disminuyen
considerablemente en función de la longitud del muro con respecto a su altura, es decir que
en una mampostería de gran longitud existe la posibilidad de una falla en las juntas, mientras
que en un muro de longitud menor se podría producir una falla por tensión diagonal.
2.13. ENSAYOS A REALIZARSE
Los principales ensayos a realizarse en esta investigación para determinar las propiedades
físico-mecánicas de la mampostería, son las siguientes:
2.13.1. Tracción Indirecta
El ensayo de tracción indirecta apareció en 1943 cuando Río de Janeiro se hallaba en
remodelación urbanística, motivo por el cual se vio en la necesidad de trasladar una iglesia
antigua la misma que obstaculizaba una vía a ser construida, la idea era moverla de un punto
a otro encima de cilindros de acero, pero no existía dicho material debido a que en esta época
se efectuaba la segunda guerra mundial donde todo el acero se utilizaba para la fabricación de
material bélico. Es entonces que encargaron al Ingeniero Fernando Carneiro la realización de
ensayos en cilindros de hormigón para usarlos en reemplazo de los cilindros de acero. El
ingeniero comprobó que al cargar los rodillos a compresión estos fallaban a tracción
mediante fisuras verticales, es por esto que se lo denominó TRACCIÓN INDIRECTA. Según
la INEN (2013), este método de ensayo consiste en aplicar una fuerza de compresión a lo
largo de la longitud de un espécimen cilíndrico de hormigón, a una velocidad tal que esté
20
dentro del rango especificado en esta norma, hasta que ocurra la falla. Esta carga induce
esfuerzos de tracción en el plano que contiene la carga aplicada y esfuerzos de compresión
relativamente altos en el área circundante a la carga aplicada. La falla por tracción ocurre
antes que la falla por compresión porque las áreas de aplicación de carga se encuentran en un
estado de compresión triaxial, lo que les permite resistir esfuerzos de compresión mucho más
altos que los que pueden ser alcanzados en el resultado del ensayo de resistencia a la
compresión uniaxial. Para distribuir la carga aplicada a lo largo de la longitud del cilindro,
esta se aplica sobre tiras delgadas de madera contrachapada. La carga máxima soportada por
el espécimen se divide para factores geométricos apropiados para obtener la resistencia a la
tracción por compresión diametral. Para determinar la resistencia a la tracción por
compresión diametral del espécimen se utiliza la siguiente expresión matemática:
𝑇 = 2 × P
π × L × φ
Fuente: (INEN, 2013)
Dónde:
𝑇=Resistencia a tracción por compresión diametral, MPa,
𝑃=Carga máxima aplicada, indicada por la máquina de ensayo, N
𝐿=Longitud, mm y
𝜑=Diámetro, mm
2.13.2. Compresión axial
La Compresión axial es el esfuerzo perpendicular al plano sobre el que se va a aplicar la
fuerza de tracción o compresión, la misma que es distribuida de manera uniforme por toda su
superficie. Para describir el comportamiento de la compresión simple es necesario seleccionar
un elemento de mampostería que tenga una misma distribución entre juntas y mampuestos,
de esta forma someterlo a carga axial sin restricción a deformaciones transversales lo cuales
son difícil de realizar porque al colocar el murete o prisma en la máquina de ensayo la
fricción existente entre las caras de contacto del prisma y las placas de la máquina inducirá
una restricción a las deformaciones transversales siendo máxima en los extremos mientras
que en dirección al centro del mampuesto disminuirá. Entonces si dicho prisma posee poca
esbeltez la falla generada será a través de grietas inclinadas semejante a un cilindro de
21
hormigón. Mientras que si el prisma es esbelto se presentarán fallas a través de grietas
verticales porque el efecto de restricción en la parte central del elemento es poco influyente.
Por lo tanto, un elemento menos esbelto tendrá mayor resistencia con respecto a uno de
mayor esbeltez, efecto representado en el Gráfico 4 en el que se puede evidenciar como
disminuye rápidamente la resistencia al aumentar la esbeltez en un rango de uno a cuatro,
pero la diminución es menos importante en un intervalo amplio antes de que inicie a influir
los efectos de esbeltez propiamente dichos.
Gráfico 4: Variación de la resistencia con relación altura a espesor (Meli & Reyes, 1971,
pág. 285)
2.13.3. Tensión diagonal
El ensayo de tensión diagonal es muy importante, ya que nos permite obtener la resistencia a
corte de la mampostería, así como también determinar el tipo de falla. Existen escasas
investigaciones experimentales sobre el estudio de la resistencia diagonal de mampostería,
pero se puede mencionar que el ensayo más destacado fue realizado por Johnson y
Thompson, los mismos que desarrollaron un ensayo de tensión similar al que se emplea para
el hormigón y que es conocido como ensayo de tensión indirecta o prueba brasileña. Este
ensayo se lo realizará diagonal sobre muretes conformados por muretes de mampostería
hechas a base de ladrillo PET y mortero de pega. Para la determinación del grupo de
propiedades de tensión diagonal se usará 3 muretes, cada uno de estos será sometido al
ensayo respectivo referenciado a partir de los lineamientos establecidos por la ASTM
International (2002), en la cual se establece que el murete debe ser sometido a una carga de
compresión a través de la diagonal del mismo, la cual varía desde 0 hasta la carga de falla. Se
22
deberá verificar además el comportamiento de la traba mecánica generada por los ladrillos
tipo PET asociadas a la geometría de cada unidad durante el proceso de transmisión de la
fuerza cortante generada en el ensayo; al igual que se comprobará la eficiencia del sistema de
conformación del murete propuesto. Dicha prueba se realiza a través de un disco de
mampostería de 15plg (38,10cm) de diámetro, además es necesario un tablero previamente
construido donde el disco antes mencionado se coloca en una maquina universal donde se
aplicara una carga concentrada en toda su longitud, colocando en las caras de contacto entre
los cabezales de la máquina universal y el elemento una tira delgada de madera, lo que genera
que la carga trasmitida sea prácticamente lineal.
Ventajas:
Entre las ventajas del ensayo de tensión diagonal, se puede destacar las siguientes:
En una parte importante del diámetro cargado existe un esfuerzo de tensión, lo que
permite obtener resultados más uniformes que en el caso de presentar gradientes de
esfuerzos importantes.
La forma circular del elemento ayuda a que el diámetro cargado tenga cualquier
inclinación con respecto a la dirección de las juntas, logrando analizar el efecto de la
dirección que provocan los esfuerzos principales de tensión.
Desventajas:
Entre las desventajas de este ensayo principalmente la operación de corte se puede indicar las
siguientes:
El equipo para realizar dicha operación no se obtiene fácilmente en un laboratorio
pequeño.
Las maniobras relacionadas contienen un peligro de que se rompa la adherencia entre
las juntas.
En el ensayo de tensión diagonal para el caso del murete cuadrado, se coloca en las esquinas
unos ángulos que distribuyen las concentraciones de carga en una zona pequeña, mientras que
en la parte central la variación de los esfuerzos de tensión es muy lenta sobre la diagonal. Una
de las peculiaridades que poseen las placas es que deben ser pequeñas para evitar el
confinamiento lo que reduce los esfuerzos de tensión. Para otros materiales que no sean
tabiques, se pueden obtener muretes de dimensiones muy semejantes aunque el número de
juntas verticales y horizontales varié (Meli & Reyes, 1971). El murete cuadrado ensayado, no
23
siempre presentará la falla por tensión diagonal porque también se podría provocar la falla
por cortante en las juntas. Es por esta razón que este tipo de ensayo servirá para analizar
ambos tipos de falla. Para obtener la falla por tensión diagonal en cualquier tipo de material
se aumentará la relación altura a lo largo del murete.
2.13.4. Esfuerzo tangencial en juntas
Para determinar la resistencia de la mampostería bajo la acción de esfuerzos tangenciales en
las juntas es necesario establecer la adherencia y fricción en las mismas, de esta forma
comprobar el modelo de falla planteado en donde el esfuerzo tangencial es función lineal con
respecto al esfuerzo normal y la adherencia en las juntas. Según ensayos realizados en
prismas conformados por dos mampuestos en las cuales a través de placas en diversos
ángulos se les aplicó una carga de compresión con respecto a la dirección de las juntas se
encontró que la resistencia varía linealmente con respecto a la falla generada por el
deslizamiento de la junta (Meli & Reyes, 1971).
Desventajas:
Se debe fabricar placas de apoyo.
Alineación de las placas con respecto a la carga.
También se tomó en cuenta que prismas formados de tres elementos reunían más ventajas en
donde el mampuesto del centro se encontraba cortado por la mitad como se muestra en el
Gráfico 5, donde la acción del corte disminuye, la longitud de las dos mitades en poco menos
de un centímetro, la misma que es la separación de la parte central, mientras que la falla por
esfuerzo tangencial se lo podrá obtener al aplicar cargas en el centro. A la vez se podrá
introducir en las juntas diversos niveles de esfuerzos normales a través de cargas de
confinamiento en los elementos de los extremos (Meli & Reyes, 1971).
24
Gráfico 5: Ensayo de Cortante (Meli & Reyes, 1971, pág. 288)
2.14. DISEÑO DE MUROS
Los muros de mampostería son elementos estructurales que se emplean de manera frecuente
en la construcción de diversas edificaciones. Dependiendo de su funcionamiento, se
clasifican como: muros de carga, muros de contención, muros divisorios. Su mayor
utilización se encuentra en la construcción de viviendas y en menor grado, como elementos
de contención, ya sea para contener el empuje de líquidos y tierras. Según la NEC (2015), los
muros de mampostería de acuerdo con su función dentro de una estructura se clasifican en:
Muros diafragma: son aquellos que se encuentran rodeados en su perímetro por vigas y
columnas proporcionándole a los marcos una mayor rigidez contra la acción de las cargas
horizontales.
Muros confinados: Estos muros, los más empleados en el medio para vivienda unifamiliar,
son aquellos que se encuentran rodeados por elementos llamados columnas o vigas, cuya
función es ligar al muro proporcionándole un confinamiento que le permita un mejor
comportamiento, principalmente ante la acción del sismo. Por la anterior razón, las vigas y
las columnas deberán cumplir con ciertos requisitos que se mencionan posteriormente.
Muros reforzados interiormente: Son aquellos muros reforzados con barras o alambres
corrugados de acero, horizontales y verticales, colocados en celdas de las piezas en ductos o
en las juntas. El acero, tanto el horizontal como el vertical, se distribuye a lo largo y a lo alto
del muro. Las estructuras de mampostería deben diseñarse por el método del estado límite de
resistencia. Sin embargo, también se permite el diseño de estas estructuras por el método de
25
los esfuerzos admisibles. Para determinar la conducta de los diferentes muros que serán
sujetos a cargas verticales, se deberán realizar varios ensayos en el laboratorio para establecer
la curva esfuerzo deformación completa, así como también el módulo de elasticidad.
2.14.1. Carga Vertical
Las cargas verticales proceden fundamentalmente del funcionamiento de la construcción, es
decir, en ella interviene el peso propio de la estructura, acabados y las cargas generadas por
el uso que se le da a la edificación. En una estructura de mampostería, estas cargas serán
soportadas por los muros como se observa en el Gráfico 6, a los cuales se llaman muros de
carga y cuya función principal es la de soportar y transmitir las cargas a la cimentación.
Gráfico 6: Carga Vertical en un muro (Contrumática, 2014)
La siguiente expresión matemática nos servirá para determinar la Carga Vertical Resistente:
𝑃𝑅 ≥ 𝑃𝑢
𝑃𝑅 = 𝐹𝑅 ∗ 𝐹𝐸 ∗ (𝑓´𝑚 + 4kg/cm2)*AT
Fuente: (Gallo Ortiz, Espino Márquez, & Olvera Montes, 2005, pág. 65)
Dónde:
t: espesor del muro
H: altura libre de un muro entre elementos capaces de darle apoyo lateral.
k: factor de carga efectiva del muro que se determinará según el criterio siguiente.
k=2 para muros sin restricción al desplazamiento lateral en su extremo superior.
k=1 para muros extremos en que se apoyan losas.
k=0.8 para muros limitados por dos losas continuas a ambos lados del muro.
f´m: Esfuerzo a compresión de diseño de la mampostería
26
At: Área de muro en Planta
PR: Carga Vertical resistente
FR: Factor de reducción que vale 0.6 para muros confinados o reforzados.
FE: Factor de reducción por excentricidad y esbeltez del muro que se podrá tomar
igual a 0.7 para muros interiores y 0.6 para muros extremos.
Pu: Carga vertical actuante debido al peso propio, al peso de las losas y al generado
por el funcionamiento de la construcción.
2.14.2. Carga Horizontal
Las cargas horizontales que actúan sobre estructuras de mampostería se deben a diversas
causas. Sin embargo, la causa más frecuente e importante es el sismo. La acción sísmica
produce efectos diversos de los cuales, el más trascendente, es el de la fuerza cortante en la
estructura. Esta debe ser resistida mediante los elementos estructurales (pórticos rígidos,
muros). En este apartado se considera que los elementos resistentes básicos son los muros de
mampostería. Por lo que se establecerá la forma en que dichas estructuras resisten la acción
sísmica, así como las disposiciones reglamentarias sobre su construcción. La siguiente
expresión matemática nos servirá para determinar la Corte Resistente:
𝑉𝑅 ≥ 𝑉𝑢
𝑉𝑅 = (0.5𝑓𝑣𝑚𝐴𝑇 + 0.3𝑃) ≤ (1.5 𝐹𝑅 ∗ 𝑓𝑣𝑚 ∗ 𝐴𝑇)
𝑉𝑈 = 1,1 𝑉𝑠
𝑉𝑠 =𝐼 ∗ 𝑆𝑎(𝑇𝑎)
𝑅 ∗ ∅𝑝 ∗ ∅𝑒∗𝑊
𝑆𝑎(𝑇𝑎) = 𝑛𝑍𝐹𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 0 ≤ 𝑇 ≤ 𝑇𝑐
Fuente: (NEC, 2015)
Dónde:
VR: Cortante resistente
VU: Cortante último
Vs: Cortante Basal
FR: Factor de reducción que vale 0.6 para muros confinados o reforzados.
fvm: Esfuerzo cortante resistente de la mampostería empleada
27
At: Área de muro en Planta
Sa: Aceleración espectral
ɸP y ɸe: Coeficientes de configuración en planta y elevación respectivamente
2.15. MARCO LEGAL
Las normas citadas a continuación, fueron extraídas textualmente sus secciones más
representativas para la investigación.
2.15.1. ASTM C-67 Resistencia a la compresión de la mampostería
6. Las muestras de ensayo
6.1.1. Las pruebas de ladrillos y probetas se realizarán a la mitad del ladrillo seco. Toda la
altura y ancho de la unidad, tendrá una longitud igual a dos veces la mitad de la longitud total
de la unidad de ± 1plg. (25,4 mm), excepto como se describe a continuación. Si la prueba de
la muestra descrita anteriormente excede la capacidad de la máquina de prueba, dicha prueba
de los especímenes deberá consistir en las piezas secas de ladrillo, toda la altura y el ancho de
la unidad, con una longitud no inferior a un cuarto de la longitud completa de la unidad, y con
una superficie bruta de la sección transversal perpendicular al rodamiento no menos de
14plg2. (90.3cm2). Las muestras del ensayo se obtendrán por cualquier método que se
producirá en este sin romperse o agrietarse el espécimen con aproximadamente en el plano y
en los extremos paralelos. Cinco muestras deberán ser probadas o ensayadas.
6.1.2 Tejas estructurales. Se debe realizar una prueba a cinco especímenes secos de baldosas
en una longitud de la cama de la pieza igual al ancho ± 1plg (25,4 mm); o probar las unidades
de tamaño completo.
6.3 Procedimiento.
6.3.1. Especímenes de ladrillo en el plano de prueba (es decir, la carga se aplicará en la
dirección de la profundidad del ladrillo).
Especímenes de Ensayo de mampostería estructural, esta se lo realizará en una posición tal
que la carga que se aplica en la misma dirección como en un su funcionamiento. Se centrará
la muestra bajo la esfera superior dentro de 1/16 plg (1.59mm).
6.3.2 La máquina de prueba se ajustará a los requisitos de las prácticas E4.
28
6.3.3. El cabezal superior será de un asiento esférico, siendo un bloque de metal endurecido
firmemente unida al centro de la cabeza superior de la máquina. El centro de la esfera deberá
estar en alineada con la superficie del bloque en contacto con la muestra. El bloque estará
estrechamente centrado en su sede esférica, pero es libre de girar en cualquier dirección, y su
perímetro deberá tener por lo menos 1/4 plg (6.35 mm) de espacio libre de la cabeza, deberá
permitir que los especímenes se muevan libremente cuya superficie de apoyo no son
exactamente paralelas. El diámetro de la superficie de apoyo deberá ser de al menos 5 plg
(127mm). Utilice el bloque de apoyo de metal endurecido por debajo de la muestra para
minimizar el confinamiento además la placa inferior de la máquina de la superficie del bloque
de apoyo destinados al contacto con la muestra tendrá una dureza no inferior a HRC60
(HB620). Esta superficie no se apartará de la superficie plana en más de 0.001 plg (0.03mm).
Cuando el área del soporte del bloque y el soporte esférico no sea suficiente para cubrir el
área de la muestra, es necesario colocar una placa de acero con la superficie mecanizada a los
verdaderos planos dentro de ± 0,001 plg (0,03 mm), y con un espesor igual o menor de 1/3 de
la distancia desde el borde del bloque del soporte esférico y la muestra tapada.
6.3.4 Velocidad de la prueba: se deberá aplicar la carga, hasta la mitad de la carga máxima
esperada, en todo caso es conveniente, que después se ajuste los controles de la máquina para
que se aplique la carga restante a una velocidad uniforme en no menos de 1 ni más de 2
minutos.
6.4 Cálculo y reporte
6.4.1 Calcular la resistencia a la compresión de cada muestra como se indica a continuación:
Resistencia a la compresión, C= W/A
Donde;
C = Resistencia a la compresión del espécimen en lb/plg2 o (kg/cm2) (o Pa. 104)
W = Carga máxima, en lb, (o kg), (o N) indicado por la máquina de ensayo, y
A = Media de las superficies brutas de las superficies de apoyo superior e inferior de
la probeta en plg2 (o en cm2)
Nota 3: Cuando la resistencia a la compresión se base en el área neta (ejemplo, baldosas de
arcilla), sustituyo de A en la fórmula anterior del área neta en plg2 o (cm2), del barro cocido
en la sección de área mínima perpendicular a la dirección de la carga.
29
2.15.2. Anexos de la Norma Ecuatoriana de la Construcción, Capítulo 10 de
Mampostería estructural
Confección y ensayo de prismas de mampostería
Alcance y campo de aplicación
Este anexo establece el método para la confección de prismas de mampostería y para efectuar
el ensayo de comprensión.
Aparatos
a) Prensa de ensayo
b) Regla graduada
Dimensiones del prisma
c) Espesor
El espesor del prisma debe ser igual al espesor de los muros y vigas de la estructura.
d) Longitud
La longitud del prisma debe ser mayor o igual al espesor y a la longitud de la unidad de
albañilería.
e) Altura
La altura del prisma debe cumplir con las siguientes condiciones:
Incluir un mínimo de tres hiladas; y
El cociente entre la altura y el espesor debe ser mayor o igual a 3
Construcción de prismas en laboratorio y en obra
Los prismas deben construirse reflejando, tanto como sea posible, las condiciones y calidad
de los materiales y mano de obra que se tendrán efectivamente en la construcción. En este
aspecto, se tendrán especialmente en cuenta la consistencia y el tipo de mortero, el contenido
de humedad de las unidades, el espesor y el trabajo de juntas y el relleno de los huecos con
hormigón de relleno.
Los huecos de las unidades deben llenarse con hormigón de relleno sólo en el caso que en la
obra estén todos llenos. La colocación del hormigón de relleno en los huecos debe hacerse
30
desde el extremo superior, dos días después de construido el prisma, usando el mismo método
de compactación usando en la obra.
Los prismas construidos en la obra deben protegerse y transportarse de manera tal que se
eviten los golpes y caídas.
a) Curado de los prismas
Los prismas construidos en laboratorio deben almacenarse cubriéndose con polietileno
durante los primeros 14 días. Durante las últimas semanas deben mantenerse descubiertos en
las condiciones ambientales del laboratorio. Los prismas construidos en la obra deben
mantenerse en ella por un plazo no inferior a los catorce días, en condiciones similares a los
elementos que representan. Después que los prismas hayan sido despachados al laboratorio,
el curado debe realizarse manteniéndolos descubiertos en las condiciones ambientales del
laboratorio hasta el momento del ensayo.
b) Refrentado de las caras de apoyo
El prisma debe refrentarse en sus extremos con una pasta de yeso. El espesor promedio de la
capa de refrentado debe ser menor o igual a 3.5mm. La capas de refrentado deben colocarse
por lo menos 24 horas antes de efectuar el ensayo. La pasta de yeso debe tener una resistencia
a la comprensión mayor o igual a 35MPa en el momento del ensayo. Esta resistencia debe
determinarse usando la norma correspondiente ASTM.
c) Edad de ensayo
Los prismas deben ensayarse, en general, a la edad de 28 días, la cual se considera como edad
de referencia.
Carga máxima registrada, N;
Resistencia prismática, en MPa ;
Observaciones relativas al modo de falla y cualquier otra información específica del
ensayo que sea útil para su mejor interpretación;
Referencia a esta norma.
Confección y ensayo de muretes de mampostería
31
Alcance y campo de aplicación:
Este anexo establece el método para la confección de muretes de mampostería y para efectuar
el ensayo de compresión diagonal. El ensayo de comprensión diagonal de muretes de
mampostería se efectúa aplicando una carga de comprensión según una diagonal del murete,
hasta llegar a la rotura.
Aparatos
a) Prensa de ensayo
b) Regla graduada
c) Cabezales para aplicar la carga
Estos aparatos de acero se utilizan para aplicar la carga en la dirección de la diagonal del
murete, como se muestra en el Gráfico 7. La longitud de repartición de la carga aplicada debe
ser menor o igual a 150mm para evitar los efectos de confinamiento en el murete.
El ancho del cabezal debe ser igual al espesor del murete más 25mm
Gráfico 7: Carga en la dirección de la diagonal del murete (NEC, 2015, p. 57)
d) Dimensiones del murete
Espesor
El espesor del murete debe ser igual al espesor de los muros de la estructura.
32
Longitud de la arista del murete
La longitud de la arista del murete debe ser mayor o igual a 60 cm, debiendo tener el murete
por lo menos cuatro hiladas.
e) Construcción de muretes en laboratorio y en obra
Los muretes deben construirse reflejando las condiciones y calidad de los materiales y
mano de obra que se tendrán efectivamente en la construcción. En este aspecto, se
tendrán especialmente en cuenta la consistencia y el tipo de mortero, el contenido de
humedad de las unidades, el espesor y el trabajo de las juntas.
Los huecos de las unidades deben llenarse sólo en el caso que en la obra estén todos
llenos. La colocación del material de relleno den los huecos debe hacerse usando el
mismo método de compactación usado en la obra.
Los muretes construidos en la obra deben protegerse y transportarse de manera tal que
se evitan los golpes y caídas.
Curado de los muretes
Los muretes construidos en laboratorio deben almacenarse cubriéndose con polietileno
durante los primeros 14 días. Durante las últimas semanas deben mantenerse descubiertos en
las condiciones ambientales del laboratorio.
Los muretes construidos en la obra deben mantenerse en ella por un plazo no inferior a
catorce días, en condiciones similares a los elementos que representan. Después que los
muretes hayan sido despachados al laboratorio, el curado debe realizarse manteniéndolos
descubiertos en las condiciones ambientales del laboratorio hasta el momento del ensayo.
Refrentado de las zonas de apoyo del cabezal
El murete debe refrentarse en las zonas de apoyo de los cabezales con una pasta de yeso. El
espesor promedio de la capa de refrentado debe ser menor o igual a 4 mm. Las capas de
refrentado deben colocarse por lo menos 24 h antes de efectuar el ensayo.
La pasta de yeso debe tener una resistencia a la comprensión mayor o igual a 35 MPa en el
momento del ensayo.
Esta resistencia debe determinarse usando la correspondiente norma ASTM.
33
f) Edad de ensayo
Los muretes deben ensayarse, en general, a la edad de 28 días, la cual se considera como edad
de referencia.
g) Medición del murete
Espesor y longitud de la arista
El espesor y la longitud de la arista del murete deben determinarse con el promedio de las
mediciones realizadas en los cuatro lados del murete.
Las medidas del murete deben expresarse en mm con aproximación a 1 mm.
h) Ensayo
El procedimiento debe consultar las siguientes etapas:
Limpiar la superficie de las placas de carga, la superficie de las placas de apoyo de los
cabezales y las superficies del refrentado;
Colocar el cabezal inferior sobre la placa de carga inferior;
Colocar el murete sobre el cabezal inferior alineando su diagonal vertical con el
centro de la placa de carga;
Colocar el cabezal superior y asentar la placa de carga superior sobre el cabezal;
Aplicar la carga en forma continua, sin choques, a una velocidad uniforme, de modo
que el ensayo demore entre 3 y 4 min en alcanzar la carga de agrietamiento diagonal;
Registrar la carga de agrietamiento diagonal, expresándola en N.
i) Resistencia básica de corte
La resistencia básica de corte debe calcularse como el cociente entre la carga de
agrietamiento diagonal y el área bruta de la sección diagonal del murete.
Los resultados deben expresarse en MPa con una aproximación inferior o igual a 0.01
MPa.
j) Informe de resultados
El informe debe incluir los siguientes antecedentes para cada uno de los muretes:
Fecha y edad en el momento del ensayo;
Espesor medio del murete;
34
Longitud media de la arista del murete;
Defectos exteriores del murete;
Carga de agrietamiento diagonal;
Resistencia básica de corte, calculada según el aparato precedente, en MPa;
Observaciones relativas al modo de falla y cualquier otra información específica del
ensayo que sea útil para su mejor interpretación;
Referencia a esta norma.
2.15.3. NEC_SE_DS Peligro Sísmico
6.3.2. Cortante basal de diseño V
El cortante basal total de diseño V, a nivel de cargas últimas, aplicado a una estructura en una
dirección especificada, se determinará mediante las expresiones:
𝑉𝑈 = 1,1 𝑉𝑠
𝑉𝑠 =𝐼 ∗ 𝑆𝑎(𝑇𝑎)
𝑅 ∗ ∅𝑝 ∗ ∅𝑒∗𝑊
𝑆𝑎(𝑇𝑎) = 𝑛𝑍𝐹𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 0 ≤ 𝑇 ≤ 𝑇𝑐
Dónde:
Sa (Ta).- Espectro de diseño en aceleración
ØP y ØE.- Coeficientes de configuración en planta y elevación
I.- Coeficiente de importancia
R.- Factor de reducción de resistencia sísmica
V.- Cortante basal total de diseño
W.- Carga sísmica reactiva
Ta.- Período de vibración
2.15.4. NTE INEN 155: Cemento hidráulico. Mezclado mecánico de pastas y
morteros de consistencia plástica
4.5 Procedimiento para la mezcla de morteros.
Colocar la paleta y el tazón secos en la mezcladora, en posición de mezclado, luego
introducir el material para una amasada dentro del tazón y mezclar de la siguiente manera:
35
4.5.1 Colocar toda el agua de mezclado en el tazón.
4.5.2 Añadir el cemento al agua; luego arrancar la mezcladora a velocidad baja (140 rpm ± 5
rpm) por 30 segundos.
4.5.3 Añadir la cantidad total de arena lentamente durante un periodo de 30 segundos,
mientras se continúa con el mezclado a velocidad baja.
4.5.4 Detener la mezcladora, cambiar a velocidad media (285 rpm ± 10 rpm) y mezclar por
30 segundos.
4.5.5 Detener la mezcladora y dejar el mortero descansar por 90 segundos. Durante los
primeros 15 segundos de este intervalo, empujar rápidamente hacia abajo, dentro de la
mezcla todo el mortero que pueda haberse adherido a los lados del tazón; luego por el resto
de este intervalo cubrir el tazón con la tapa.
4.5.6 Terminar el mezclado por 60 segundos a velocidad media (285 rpm ± 10 rpm).
4.5.7 En el caso requiera un intervalo de remezclado, todo el mortero adherido a los lados del
tazón, debe ser rápidamente empujado hacia abajo dentro de la mezcla con el raspador, previo
al remezclado
2.15.5. NTE INEN 488: cemento hidráulico. Determinación de la resistencia a la
compresión de morteros en cubos de 50mm de arista.
6.6.4 Moldeo de los especímenes de ensayo.
6.6.4.2 Apisonado Manual. El llenado de los moldes debe iniciarse dentro de un intervalo
de tiempo no mayor de 2 minutos y 30 segundos después de completar el primer
mezclado de la amasada del mortero. Los moldes deben llenarse en dos capas. Colocar
una capa de mortero de alrededor de 25 mm de espesor en todos compartimientos cúbicos
y apisonar el mortero en cada compartimiento cúbico 32 veces en alrededor de 10
segundos, en 4 rondas, en cada ronda se debe compactar con 8 golpes, en dirección
perpendicular a la anterior. La presión de compactación debe ser solo la suficiente para
asegurar un llenado uniforme de los moldes y se deben completar 4 rondas de apisonado
de mortero en un cubo antes de pasar al siguiente. Una vez terminada la compactación de
la primera capa en todos los compartimiento cúbicos, llenar los compartimientos con el
mortero restante y compactar como se ha especificados en la primera capa. Durante la
compactación de la segunda capa, mediante el compactador, mediante el compactador y
36
los dedos con las manos enguantadas, colocar nuevamente al interior el mortero que haya
rebosado sobre el borde superior de los moldes después de cada ronda de compactación,
hasta completar cada una de las rondas y antes de empezar la siguiente ronda de
apisonado. Al finalizar la compactación, la superficie de mortero en todos los cubos debe
sobresalir ligeramente sobre el borde de los moldes. Retirar con una espátula el mortero
que ha rebosado sobre el borde de los moldes y alisar los cubos pasando una vez el lado
plano de la espátula, a través de la superficie de cada cubo en sentido perpendicular con el
largo del molde; luego, con el propósito de nivelar el mortero y hacer que el mortero que
sobresale del borde del molde sea de espesor más uniforme, se pasa suavemente el lado
plano de la espátula una vez a lo largo de la longitud del molde. Cortar el mortero hasta
una superficie plana, coincidente con el borde del molde pasando el borde recto de la
espátula con un movimiento de aserrado a lo largo del molde.
37
3. CAPÍTULO III: CONSTRUCCIÓN Y ENSAYOS DE LOS ELEMENTOS,
PRISMAS Y MURETES ELABORADOS CON LADRILLO PET
3.1. MÉTODOS Y TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
Uno de los pasos más importantes y decisivos en la investigación, es la elección del método o
camino que llevará a obtener resultados válidos, los mismos que responderán a los objetivos
inicialmente planteados. La selección del proceso de investigación guía todo el proceso
investigativo y con base en él se logra el objetivo de toda investigación. Es por esta razón que
es imprescindible identificar y definir los enfoques a utilizar.
3.1.1. Enfoque cuantitativo
El enfoque cuantitativo usa la recolección de datos para probar ideas a defender, mediante la
medición numérica y el análisis estadístico, para establecer patrones de comportamiento y
probar teorías. Es así que tomaremos como base la investigación realizada por Gamboa F. &
Recalde A. (2015) de apoyo y mediante la utilización de botellas de menor tamaño obtener
mampostería PET de menor espesor y por ende menor peso ensayos, además, mediante
ensayos de laboratorio determinaremos valores de resistencia a diferentes solicitaciones.
3.1.2. Enfoque cualitativo
Según Blasco Mira, J. E., & Pérez Turpín, J. A. (2007), señalan que la investigación
cualitativa estudia la realidad en su contexto natural y cómo sucede, sacando e interpretando
fenómenos de acuerdo con las personas implicadas. Utiliza variedad de instrumentos para
recoger información como las entrevistas, imágenes, observaciones, historias de vida,
en los que se describen las rutinas y las situaciones problemáticas. Para realizar esta
investigación fue necesario comenzar con la recolección de las botellas plásticas desechadas,
las cuales se las obtienen en plantas de reciclaje o de acopio masivo siendo específicamente
las botellas de 400ml. La cantidad de botellas que se requieren para la elaboración de 15
muretes, 15 prismas y 4 ensayos individuales al ladrillo PET son 800 unidades, como se
puede apreciar en la Fotografía 1.
38
Fotografía 1: Ladrillo PET
La totalidad de las botellas se las obtuvo del centro de acopio EMPRESA DE
TRATAMIENTO DE RESIDUOS ETR S. A. ubicada en la Calle la Cocha No. E3-251 y
Línea Férrea, sector el Beaterio, Barrio los Girasoles, junto a la fábrica de café Minerva al
sur de Quito. Una vez realizada la recolección de botellas se procedió al traslado hacia las
instalaciones del laboratorio de la Hormigonera Equinoccial, lugar destinado para su
almacenamiento, como se puede ver en la Fotografía 2.
Fotografía 2: Almacenamiento del ladrillo PET
3.2.MATERIALES Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS PARA EL RELLENADO
DE LAS BOTELLAS PLÁSTICAS
Los materiales y herramientas utilizadas fueron las siguientes:
Cuchara.- De un tamaño suficientemente grande, como para que cada cantidad de
suelo obtenido del receptáculo de muestreo, sea suficientemente pequeña como para
que no se derrame durante la colocación en las botellas plásticas o puede hacerse con
la mano.
39
Varilla Compactadora.- Una varilla redonda, lisa, recta, de acero, con un diámetro
de 16mm. La varilla debe tener el extremo para compactar, o ambos extremos,
redondeados en una punta semiesférica del mismo diámetro de la varilla.
Botella de plástico PET.- Botella de 400ml, recipiente elegido para la elaboración de
ladrillo PET.
Suelo.- El suelo utilizado como relleno del ladrillo PET, su procedencia es del Valle
de los Chillos, ubicado en la parte sur oriental de la Ciudad de Quito en Ecuador, el
estudio de suelos realizado determinó su clasificación SUCS: ML (Limo de baja
plasticidad), el ensayo de compactación arrojó como resultados una humedad óptima
de 27,60% para obtener la densidad máxima, un dato crucial en la investigación. VER
ANEXO 7.
3.3. EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL
El equipo de protección personal, más conocido como EPPS, se muestran en la Fotografía 3,
son los implementos necesarios para el cuidado corporal de las personas para impedir,
minimizar y mitigar, posibles accidentes de distintas índoles, a los que se está expuesto
cuando se encuentra dentro o cerca de obras civiles, zonas industriales y otros. El uso del
Laboratorio de Hormigonera Equinoccial, para la fase experimental de la investigación
demandó el estricto uso de equipo de protección personal, se enlistan a continuación:
Casco
Protección auditiva
Guantes de Látex para proteger las manos por el constante manejo con la arena.
Mascarilla simple o con filtro para cuidar las vías respiratorias.
Gafas transparentes para el cuidado de los ojos.
Fotografía 3: Equipo de protección personal
40
3.4.PROCEDIMIENTO PARA EL LLENADO DE BOTELLAS PLÁSTICAS
El proceso tiene como objetivo dejar a la botella totalmente rígida, simulando un ladrillo o
bloque tradicional, a continuación se enlistan los pasos a seguir para la fabricación del
ladrillo PET:
Se homogeniza el suelo de relleno y se determina su humedad secándolo en la
hornilla. Si es necesario se debe corregir por humedad al suelo hasta llevarlo a su
humedad óptima para lograr la máxima compactación.
Evacuar cualquier residuo líquido del envase plástico y quitar las etiquetas.
Llenar de suelo la botella plástica en tres capas, cada una aproximadamente de un
tercio del volumen del envase plástico. Colocar el suelo en la botella plástica usando
la mano o cuchara descrita anteriormente.
Compactar por varillado vigorosamente cada capa de 30 a 40 veces uniformemente
sobre la sección transversal con el extremo redondeado de la varilla, además se debe
inclinar la varilla ligeramente y hacer aproximadamente la mitad de los golpes cerca
del perímetro, y luego progresar con golpes verticales en espiral hacia el centro.
Al llenar y compactar por varillado la capa superior, acopie el suelo por encima de la
botella plástica antes de empezar la compactación por varillado. Suspender el
varillado y colocar más suelo las veces que sea necesario hasta llenarla por completo
Luego de que se haya compactado por varillado la capa superior, apisone con los
dedos introduciendo lo más posible el material en el envase y luego enrase la
superficie con la varilla compactadora.
Para finalizar, se coloca la tapa en cada una de las botellas plásticas rellenas con
suelo.
El almacenamiento del ladrillo PET se lo debe realizar con mucho cuidado, ya que al ser un
elemento que puede rodar este podría provocar accidentes a las personas, por esta razón se
hace la primera fila bien nivelada y en sus extremos se coloca trabas o trancas para que se
queden fijas, además la longitud será variable dependiendo el espacio que se posea, cada fila
subsiguiente deberá ser de menos dos botellas a la anterior y así sucesivamente teniendo una
distribución piramidal.
41
3.5.MATERIALES Y HERRAMIENTAS EMPLEADOS PARA LA
ELABORACIÓN DE ENCOFRADOS, DE PRISMAS Y MURETES
A continuación se enlistarán los materiales y herramientas necesarios para la realización de la
fase experimental de la investigación, como se puede ver en la Fotografía 4:
6 planchas de Playwood industrial de 2,44 m x 1,22 m y 12 mm de espesor.
Tornillos autoroscantes cabeza cilíndrica de ranura de 7 x 1 ½ plg, 7 x 2 ½ plg y 6 x
3/4 plg.
Pegamento industrial.
Taladro.
Avellanadora, punta de estrella, broca de 6mm o ¼ plg.
Sierra eléctrica.
Flexómetro.
Martillo.
Formón.
Sierra.
Clavos de acero 4plg x ¼ plg.
Escuadra de carpintero.
Lápiz.
Brochas.
Desmoldante.
Fotografía 4: Herramientas empleadas para los encofrados de prismas y muretes
3.6.MATERIALES PARA LA ELABORACIÓN DE LA MEZCLA
Aquí se describen los diferentes equipos y materiales necesarios para la elaboración de la
mezcla, los mismos que podemos observar en la Fotografía 5, entre ellos tenemos:
42
Balanza de laboratorio (Capacidad 100 kg)
Concretera (Capacidad 50 l)
Recipiente plástico (Capacidad 20 l)
Probeta Graduada (Capacidad 1 l)
Equipo de asentamiento
Flexómetro (5m)
Fotografía 5: Materiales para la elaboración de la mezcla
3.6.MORTERO DE PEGA
Para poder obtener las propiedades mecánicas requeridas en el mortero de pega de la
mampostería, se realizó un desarrollo de dosificación óptima, en base a una serie de mezclas
de prueba dónde la selección de los materiales y determinación de sus características fue
crucial. Sus componentes son la arena de San Antonio, cemento Chimborazo HE y agua
potable. Este mortero cumple con la resistencia requerida y tiene buena trabajabilidad de
acuerdo a la proporción de cemento y agua empleados. Debe prepararse teniendo en cuenta
que haya el menor tiempo posible entre el amasado y la colocación, para prevenir la perdida
de manejabilidad y por ende ratoneras o espacios vacíos. El mortero de pega se realiza
mezclando primero la arena con un porcentaje del agua para que sature a sus partículas,
posteriormente con el cemento y el resto del agua, para evitar que este se sople y
considerando que tenga una trabajabilidad adecuada sin incrementar la relación
agua/cemento. En el mortero al igual que en el hormigón, las características de los áridos
pétreos, en este caso la arena, tales como la granulometría, módulo de finura, forma y textura
de las partículas, así como el contenido de materia orgánica, juegan un papel decisivo en su
calidad y son parámetros de durabilidad.
43
3.6.1. Características del Mortero
Las características propias de los morteros, tanto en estado fresco como endurecido,
dependen de la aplicación destinad, de la calidad y cantidad de sus materiales componentes.
No obstante, para el presente estudio se enfocó en las siguientes:
Consistencia
La consistencia del mortero define la manejabilidad o trabajabilidad del mismo. La
consistencia adecuada se consigue mediante ensayos de mezclas en laboratorio, que parten de
un diseño teórico fundamentado en los ensayos de caracterización de los materiales, los
mismos que determinan la cantidad de agua que requiere por superficie específica las
partículas de los agregados, sin alterar la relación agua cemento. El empleo de aditivos y las
condiciones ambientales juegan un papel muy importante en la evaluación. El asentamiento
óptimo para la elaboración de mampostería con Ladrillo PET es de 14 ± 2 cm, esto se
determinó después de haber realizado varias mezclas en laboratorio y teniendo en cuenta el
peso del ladrillo tipo PET.
Adherencia
Consiste en la capacidad del mortero para absorber tensiones normales o tangenciales a la
superficie de la interface mortero-base. Se refiere, por tanto, a la resistencia a la separación
del mortero con los elementos de mampostería. La adherencia del mortero fresco es debida a
las propiedades reológicas de la pasta del conglomerante, donde la tensión superficial de la
masa del mortero fresco es el factor clave para desarrollar este tipo de característica. Gracias
a que la arena de San Antonio contiene un material más fino que el pasante del Tamiz #200, y
ocupa los espacios más pequeños que existen entre los agregados, este es inerte y proviene
del desgaste de las gravas; obtenemos una mezcla cohesiva, minimizando espacios vacíos
entre las partículas del mortero y generando así un mayor efecto aglutinante.
Capacidad de retención de agua
Esta propiedad le permite a la mezcla extender su tiempo de trabajabilidad en estado fresco.
La retención de agua está íntimamente relacionada con la capacidad de absorción de las
partículas de los áridos, lubricando a la mezcla y favoreciendo su colocación. En vista de que
la arena de San Antonio posee alta capacidad de retención de agua no es necesario el uso de
un de aditivo plastificante o retardante en la mezcla para prolongar su tiempo de
manejabilidad. El uso del mortero en la construcción ha sido muy diverso, es así como
44
tenemos una dosificación para distintos usos lo que se manifiesta en la Tabla 3, expuesta a
continuación, nos muestra las cantidades recomendadas de materiales y de uso frecuente en
las construcciones, teniendo como referencia al uso que se destine la mezcla.
Tabla 3: Tabla de Morteros (Jiménez, 2012)
CANTIDAD DE MATERIAL POR METRO CÚBICO
DOSIFICACIÓN CEMENTO ARENA AGUA
USOS kg m3 m3
1:0 1352.00 ---- 0.57
Pasta de cemento, colocación de
azulejos, cerámica, mosaico,
vitrio.
1:2 583.00 1.00 0.26 Unión de tubos de cemento.
1:3 458.00 1.11 0.25
Colocación de baldosas, gres,
masillado de terrazas y cubiertas,
enlucidos de caja de revisión.
1:4 355.00 1.18 0.24
Masillado de losas de entrepisos,
mamposterías de piedra,
colocación de marcos, puertas y
ventanas.
1:5 285.00 1.22 0.24 Mampostería de ladrillo o bloque.
1:6 240.00 1.26 0.23 Enlucidos en general.
1:8 182.00 1.30 0.23 Trabajos secundarios.
*1:0 875.00 ---- 0.57
Pasta de cementina, alisado de
enlucidos. *1:Cementina
La resistencia a compresión y a corte del hormigón, son propiedades fundamentales en los
diseños estructurales de cualquier obra civil. En este existen parámetros de resistencia
obligados a cumplir en el mortero de pega y en los testigos para mampostería de manera que
se cumpla con la NEC (2015). Durante esta práctica se describe el proceso de realización de
las pruebas y se presentan los distintos resultados obtenidos en el mortero de pega, prismas y
muretes a la edad correspondiente de ensayo.
3.6.2. Arena San Antonio
Es un agregado fino, sub producto obtenido de la degradación y el zarandeado de un banco de
material de origen sedimentario. Este material proveniente de canteras ubicadas en San
Antonio de Pichincha, posee una curva granulométrica calculada como se observa en la Tabla
6, que encaja dentro de los límites normativos como se puede observar en el Gráfico 8, con
una ligera tendencia hacia los gruesos, lo que le da a la mezcla cierta rugosidad para una
45
adecuada adherencia; posee también un material más fino que el pasante del Tamiz #200, que
ocupa los espacios más pequeños que existen entre los agregados, este material fino es inerte
y proviene del desgaste de las gravas; lo que resulta en una mezcla densa, cohesiva,
minimizando espacios vacíos y una alta capacidad de retención de agua. En la Tabla 4 y 5 se
enlistan las propiedades de la arena de San Antonio, determinadas en el laboratorio mediante
ensayos de caracterización:
Tabla 4: Propiedades físicas de la arena de San Antonio
PROPIEDADES FÍSICAS DE LA ARENA DE SAN ANTONIO
Material: Arena Triturada
Fecha de muestreo: 08/10/2016 Procedencia: San Antonio
P. Específico: kg/m3 2494.70
Absorción: % 3.84
Humedad: % 3.50
Malla #200: % 20.96
Peso unitario compactado (kg/m3) 1891.39
Peso unitario Suelto (kg/m3) 1691.89
Tabla 5: Ensayos especiales de la arena de San Antonio
ENSAYOS ESPECIALES A LA ARENA DE SAN ANTONIO
Material: Arena Triturada
Fecha de muestreo: 15/10/2016
Procedencia: San Antonio
P: Partículas finas: % 2.40
P: Partículas livianas: % 0.00
P: Porcentaje de terrones de arcilla y
partículas desmenuzables: % 0.91
EA: Equivalente de arena (%) 58.01
46
Tabla 6: Análisis granulométrico de la arena de San Antonio
Tamiz ASTM
Abertura / Nº.
RETENIDO %
RETENIDO
%
PASA
LIMITE
INFERIOR
LIMITE
SUPERIOR PARCIAL
(g.)
ACUMULADO
(g.)
3/8'' 9,35 mm 0.0 0.0 0.0 100.0 100 100
No.4 4,75 mm 26.9 26.9 4.5 95.5 95 100
No.8 2,36 mm 106.1 133.0 22.2 77.8 80 100
No.16 1,18 mm 106.7 239.7 39.9 60.1 50 85
No.30 0,60 mm 103.9 343.6 57.2 42.8 25 60
No.50 0,30 mm 102.5 446.1 74.3 25.7 10 30
No.100 0,15 mm 85.7 531.8 88.6 11.4 2 10
No.200 0,075 mm 58.1 589.9 98.3 1.7 0 5
BANDEJA 10.3 600.2 100.0 0.0
TOTAL 600.2 M. FINURA 2.87
Gráfico 8: Curva granulométrica de la arena de San Antonio
3.6.3. Cemento
El Cemento utilizado para esta investigación es el Chimborazo HE, es un cemento de ALTA
RESISTENCIA INICIAL, que se fabrica bajo la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN
2380, la cual establece los requisitos de desempeño que deben cumplir los cementos
hidráulicos y los clasifica de acuerdo a sus propiedades específicas. El Cemento Chimborazo
47
TIPO HE-ALTA RESISTENCIA INICIAL, por su formulación especial, proporciona al
concreto las siguientes propiedades:
Alta resistencia inicial
Aumento de impermeabilidad
Resistencia a los sulfatos
Resistencia a los cloruros
Menor calor de hidratación
Mayor plasticidad y trabajabilidad en el concreto
Inhibe la reacción ALCALI-AGREGADO
En la Tabla 7 se cuantifican las propiedades mecánicas del cemento utilizado, estos datos
provenientes de ensayos en condiciones controladas, fueron recopilados del certificado de
calidad del mismo. Dónde los datos a destacar son el peso específico, necesario para la
realización del diseño de mezcla, los tiempos de fraguado, como un índice de endurecimiento
acelerado y el factor de resistencia a compresión del mortero de pasta de cemento, que es
crucial en el comportamiento de desarrollo de resistencia y la máxima resistencia que puede
alcanzar el mismo.
Tabla 7: Propiedades mecánicas del cemento
PROPIEDADES MECÁNICAS
REQUISITOS FÍSICOS CEMENTO CHIMBORAZO SUPERIOR
PORTLAND PUZOLANICO TIPO HE
Peso específico (gr/cm3) 2.92
Expansión en autoclave ( % ) 0.0013
Fraguado Vicat Inicial (minuto) 150
Fraguado Vicat Final (minuto) 240
RESISTENCIAS A LA COMPRESIÓN kg/cm2 MPa
1 día 184 18
3 días 255 25
7 días 337 33
28 días 459 45
RESISTENCIA A LOS SULFATOS CEMENTO TIPO HE
% Expansión a los 14 días 0.04 máx.
48
La relación agua/cemento, siendo el factor principal de durabilidad y resistencia a
compresión del hormigón, se puede calcular dividiendo la masa del agua para la del cemento,
la Tabla 8 recomienda valores de relación agua/cemento para poder alcanzar resistencias
específicas a compresión a 28 días.
Tabla 8: relación agua/cemento (Jiménez, 2012)
RELACIÓN AGUA CEMENTO PARA
DIFERENTES RESISTENCIAS DEL
HORMIGÓN
RELACIÓN
AGUA/CEMENTO
RESISTENCIA A LOS 28
DÍAS f´c (MPa)
0.37 45.00
0.40 42.00
0.42 40.00
0.46 35.00
0.50 32.00
0.51 30.00
0.52 28.00
0.55 25.00
0.56 24.00
0.58 21.00
0.60 28.00
Según la NEC (2015), el mortero de pega debe cumplir con los siguientes requisitos de
acuerdo a su dosificación, teniendo una resistencia mínima a la compresión a los 28 días,
como se muestra en la Tabla 9 a continuación:
Tabla 9: Tipos de mortero, dosificación y resistencia mínima a compresión a los 28 días
(NEC, 2015)
Tipo de Mortero Resistencia mínima a
compresión 28 días (MPa)
Composición en partes por volumen
Cemento Cal Arena
M 20 20.0 1 - 2.5
M 15 15.0 1 - 3.0
1 0.50 4.0
M 10 10.0 1 - 4.0
1 0.50 5.0
M 5 5.0 1 - 6.0
1 1.0 7.0
M 2.5 2.5 1 - 7.0
1 2.0 9.0
49
3.6.4. Tipos de dosificaciones del mortero de pega para la elaboración de
prismas y muretes
Para esta investigación se realizó la evaluación de dos tipos de dosificaciones para el mortero
de pega, las cuales se describen a continuación:
La prueba uno y dos (P1 y P2), consta de una misma dosificación, la cual no incluye el
aditivo mejorador de adherencia. Mediante el uso óptimo de los materiales de características
específicas se puede conseguir las propiedades requeridas para obtener una mezcla cohesiva,
de consistencia blanda a fluida, con la menor cantidad de espacios vacíos y que a su vez
cumpla con los parámetros de resistencia requeridos. A continuación en la Tabla 10 se
especifica las cantidades de los materiales utilizados para la mezcla:
Tabla 10: Dosificación de mortero para la prueba 1 y 2
MATERIAL
VOLUMEN
ABSOLUTO
(m3)
PESO SSS
c/m3 (kg)
CEMENTO TIPO HE 0,06689 200,00
AGUA POTABLE 0,24000 240,00
ARENA TRITURADA 0,66811 1666,73
AIRE (%) 0,02500 0,00
TOTAL 1,00000 2106,73
Simplificado tendríamos la siguiente dosificación:
CEMENTO ARENA AGUA
1 8,3 1,2
La prueba tres (P3), incluye en el agua de amasado el aditivo mejorador de adherencia en su
dosificación, manteniendo la misma consistencia de las pruebas anteriores y con la finalidad
de hacer pegajosa a la mezcla, de manera que pueda adherirse de mejor manera al ladrillo
PET y protruirse por todos los espacios entre los ladrillos PET. A continuación en la Tabla 11
se especifica las cantidades de materiales utilizados para la mezcla:
50
Tabla 11: Dosificación de mortero para la prueba 3
MATERIAL
VOLUMEN
ABSOLUTO
(m3)
PESO SSS
c/m3 (kg)
CEMENTO TIPO HE 0,06689 200,00
AGUA POTABLE 0,22000 220,00
ARENA TRITURADA 0,65811 1641,79
ADITIVO MEJORADOR DE ADHERENCIA 0,03000 30,00
AIRE (%) 0,02500 0,00
TOTAL 1,00000 2091,79
Simplificado tendríamos la siguiente dosificación:
CEMENTO ARENA AGUA ADITIVO
1 8,2 1,1 0,15
3.6.5. Armado de encofrados de prismas y muretes
Las planchas de playwood se las adquirió en PROVEMADERA S.A., ubicado en la
Panamericana Sur, en este mismo local se realizó los cortes requeridos, con las medidas
especificadas para cada encofrado. En la Figura N°1 se detallan las dimensiones y armado de
los encofrados, para la fabricación de los prismas con ladrillo PET. En el ANEXO 2 se puede
observar detalladamente en las fotos, el armado de los encofrados.
Figura N° 1: Dimensiones de muretes (cm)
51
Figura N° 2: Dimensiones de prismas (cm)
El procedimiento que se realizó para la configuración de los encofrados de los elementos de
mampostería a ensayarse fue el siguiente:
Para lograr armar los encofrados es necesario medir las distancias a las cuales serán
colocados los tornillos autoroscantes.
Utilizando el taladro se procede a realizar la guía para que ingrese el tornillo, lo cual
se realiza en todas las piezas de playwood que conformarán el encofrado de prismas y
muretes.
Mediante el uso del destornillador de estrella, el tornillo 7 x 1 ½ plg y el taladro se
arman los encofrados de los prismas, los mismos que tiene las siguientes dimensiones:
o 18 tableros de 62cm x 61cm
o 18 tableros de 21cm x 61cm
o 18 tableros de 21cm x 24cm
o 18 tableros de 24cm x 36cm
o 9 tableros de 21cm x 60cm
o 9 tableros de 21cm x 34cm
Para el ensamble de los encofrados de los muretes es necesario ocupar taladro,
pegamento industrial, destornillador de estrella, tornillo 7 x 2 ½ plg que servirá para
unir las diferentes planchas de playwood, como se ve en la Fotografía 6.
Una vez finalizado el armado de los encofrados se coloca una capa de desmoldante,
de modo que cubra toda la parte interior del encofrado, lo cual ayudará a desencofrar
los muretes y prismas sin alterar su geometría, como se puede observar en la
Fotografía 7.
52
Fotografía 6: Armado de encofrados para muretes y prismas
Fotografía 7: Colocación de desmoldante en encofrados
En la investigación se elaboró un total de 9 prismas y 9 muretes, en los que se utilizó como
mampuesto el Ladrillo PET, los mismos que fueron colocados en diferentes posiciones para
obtener la distribución ideal del mortero de pega, para que pueda repartir de mejor manera las
cargas sobre el conjunto y de esta manera mejorar su resistencia y adherencia. Por lo tanto se
fabricó con ladrillo tipo PET como mampuesto los siguientes elementos:
Tres prismas y muretes con Ladrillo PET en una sola dirección y con la dosificación
del mortero de pega sin aditivos, como se muestra en la Figura 3.
53
Figura N° 3: Distribución de Ladrillo PET en muretes y prismas
Tres prismas y muretes con Ladrillo PET alternados en su dirección y con la
dosificación del mortero de pega sin aditivos, como se muestra en la Figura 4.
Figura N° 4: Distribución de Ladrillo PET en muretes y prismas
Tres prismas y muretes con Ladrillo PET alternados en su dirección e incluido dentro
de la dosificación del mortero el aditivo mejorador de adherencia SIKA TOP 77,
como se muestra en la Figura 5.
Figura N° 5: Distribución de Ladrillo PET en muretes y prismas
54
3.7.PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIÓN DE MAMPOSTERÍA CON
LADRILLO TIPO PET
La presente investigación, basada en el trabajo desarrollado por (Gamboa F. & Recalde A.,
2015), pretende brindar una alternativa en construcción de mampostería más económica y
amigable con el ambiente, mediante la reutilización de envases plásticos rellenos del suelo de
sitio de implantación del proyecto y como mano de obra la colaboración de la población,
además de la supervisión de personal técnico para encaminar el proceso y llegar a los
resultados obtenidos en esta investigación.
Para que los resultados obtenidos en esta investigación puedan ser reproducidos, comparados
y mejorados, es necesario estandarizar un procedimiento para la elaboración de mampostería
con ladrillo tipo PET que a continuación se describe:
1. Recolección de botellas en centros de recolección.
2. Excavación y acopio de suelo a ser utilizado como relleno.
3. Realización de estudio de suelos (Ensayo de caracterización y ensayo de
compactación).
4. Elaboración del ladrillo tipo PET, como se especifica en el literal 3.4. de este
capítulo.
5. Elaboración del mortero de pega según la dosificación mencionada en el literal
3.6.4. de este capítulo, con materiales de características similares o mejores a
las mencionadas.
6. Para finalizar procedemos a instalar con mortero de pega las unidades del
ladrillo tipo PET y conformamos la mampostería, tal y como se lo realiza
convencionalmente; esto es colocar una capa de mortero de 2 cm
aproximadamente y sobre esta capa se montan los ladrillos tipo PET
alternando su orientación y nivelando las capas que contenga la mampostería,
hasta alcanzar la altura deseada, luego de esto el siguiente paso es enlucir la
mampostería para darle un acabado a la superficie de la misma.
3.8.CONSTRUCCIÓN DE MURETES Y PRISMAS
Para la construcción de los muretes y prismas se tuvo todos los elementos listos e
identificados, es así como se procedió a construir:
55
3.8.1. Prismas con elementos configurados en una sola dirección
A continuación se describe el procedimiento para construir los muretes y prismas con ladrillo
PET orientado en una sola dirección:
1. Pesar en la balanza las cantidades de arena, cemento y agua descritos en la
dosificación del mortero de pega, es importante que la balanza se encuentre
correctamente calibrada, esto se lo realiza antes de pesar los materiales presentes en la
mezcla.
2. Ingresar toda la arena y 2/3 del agua en la concretera, mezclar los materiales hasta
humedecer la mezcla, luego de 1 min colocamos el cemento y el 1/3 restante de agua
para completar la mezcla, mantener en movimiento la mezcla por aproximadamente 3
minutos, es así como obtenemos el mortero de pega y se lo coloca en una carretilla
para facilitar su transporte y colocación, como se puede ver en la Fotografía 8.
3. Con los encofrados previamente recubiertos de desmoldante en su interior como se
muestra en la Fotografía 9, colocar la primera capa de mortero en el encofrado para
prismas como se observa en la Fotografía 10, el espesor será de 2 cm
aproximadamente, sobre este colocamos la primera fila de ladrillo PET orientado en
una sola dirección.
4. Colocar la segunda capa de mortero sobre la primera fila de ladrillo PET, de igual
manera, el espesor de mortero sobre la superficie del ladrillo PET será de 2 cm
aproximadamente, cada fila de ladrillos PET irán trabados simulando mampuestos
normales, como se ve en la Fotografía 11.
5. Una vez que se ha logrado completar el primer tercio de la altura del prisma con
mortero y ladrillo PET, se debe realizar 15 golpes alrededor del encofrado con el fin
de que el mortero cubra la mayor parte de espacios vacíos presentes en el prisma.
6. Realizar este procedimiento hasta completar de colocar los ladrillos PET y el mortero
en todo el prisma.
7. Realizar el acabado del prisma con la ayuda de una espátula o placa enrasadora hasta
obtener una superficie lisa y uniforme.
56
Fotografía 8: Elaboración de mortero de pega
Fotografía 9: Colocación de desmoldante en encofrado
Fotografía 10: Colocación de mortero de pega en encofrado
57
Fotografía 11: Colocación de ladrillo PET y mortero de pega en encofrado.
3.8.2. Prismas con elementos configurados en dirección alternada
A continuación se describe el procedimiento para construir los muretes y prismas con ladrillo
PET orientado en dirección opuesta:
1. Pesar en la balanza las cantidades de arena, cemento y agua descritos en la
dosificación del mortero de pega, es importante que la balanza se encuentre
correctamente calibrada, esto se lo realiza antes de pesar los materiales presentes en la
mezcla.
2. Ingresar toda la arena y 2/3 del agua en la concretera, mezclar los materiales hasta
humedecer la mezcla, luego de 1 min colocamos el cemento con el 1/3 de agua
restantes para completar la mezcla, mantener en movimiento la mezcla por
aproximadamente 3 minutos, es así como obtenemos el mortero de pega.
3. Colocar la primera capa de mortero en el encofrado para prismas, el espesor será de 2
cm aproximadamente, sobre este colocamos la primera fila de ladrillo PET que deberá
estar orientada en dos direcciones, de manera que los ladrillos queden alternados entre
ellos, como se ve en la Fotografía 13.
4. Colocar la segunda capa de mortero sobre la primera fila de ladrillo PET, de igual
manera, el espesor de mortero sobre la superficie del ladrillo PET será de 2 cm
aproximadamente, cada capa de mortero será comprobada su altura y que esté
nivelada como se observa en la Fotografía 12.
5. Una vez que se ha logrado completar el primer tercio de la altura del prisma con
mortero y ladrillo PET, se debe realizar 15 golpes alrededor del encofrado con el fin
de que el mortero cubra la mayor parte de espacios vacíos presentes en el prisma,
como se puede observar en la Fotografía 14.
58
6. Realizar este procedimiento hasta completar de colocar los ladrillos PET y el mortero
en todo el prisma.
7. Realizar el acabado del prisma con la ayuda de una espátula o placa enrasadora hasta
obtener una superficie lisa y uniforme.
Fotografía 12: Nivelación del mortero de pega
Fotografía 13: Colocación de ladrillo PET alternado
Fotografía 14: Golpes con maso de goma
59
3.8.3. Prismas configurados con elementos en sentido alternado y con el aditivo
SIKA TOP 77 incluido en la dosificación del mortero.
A continuación se describe el procedimiento para construir los muretes y prismas con ladrillo
PET orientado en dirección opuesta y la inclusión de aditivo en el mortero de pega:
1. Pesar en la balanza las cantidades de arena, cemento, aditivo SIKA TOP 77 y agua
descrita en la dosificación del mortero de pega como se ve en la Fotografía 15, es
importante que la balanza se encuentre correctamente calibrada, esto se lo realiza
antes de pesar los materiales presentes en la mezcla.
2. Mezclar en un recipiente aparte el aditivo con la totalidad del agua de amasado.
3. Realizar el mismo procedimiento de mezclado de las anteriores pruebas con la
diferencia que el agua incluye el aditivo mejorador de adherencia
4. Colocar la primera capa de mortero en el encofrado para prismas, el espesor será de 2
cm aproximadamente, sobre este colocamos la primera fila de ladrillo PET que deberá
estar orientada en dos direcciones, de manera que los ladrillos queden alternados entre
ellos.
5. Colocar la segunda capa de mortero sobre la primera fila de ladrillo PET, de igual
manera, el espesor de mortero sobre la superficie del ladrillo PET será de 2 cm
aproximadamente.
6. Una vez que se ha logrado completar el primer tercio de la altura del prisma con
mortero y ladrillo PET, se debe realizar 15 golpes alrededor del encofrado con el fin
de que el mortero cubra la mayor parte de espacios vacíos presentes en el prisma.
7. Realizar este procedimiento hasta completar de colocar los ladrillos PET y el mortero
en todo el prisma, como se observa en la Fotografía 16.
8. Realizar el acabado del prisma con la ayuda de una espátula o placa enrasadora hasta
obtener una superficie lisa y uniforme, como se puede ver en la Fotografía 17.
60
Fotografía 15: Inclusión del SIKA TOP 77 en el mortero de pega
Fotografía 16: Colocación de la última fila de ladrillo PET
Fotografía 17: Acabado de la superficie del prisma
61
3.9. PROCESO DE CURADO
El curado de elementos fabricados a base de un conglomerante de cemento hidráulico,
consiste en mantenerlos hidratados con agua o prevenir la evaporación de la misma, ya que
durante las primeras horas y días después de su fraguado inicial, continúa con la elaboración
de cristales, provenientes de la reacción química propia del cemento, y desarrollando mayor
resistencia, hasta alcanzar su madurez a una edad referencial. Mientras más prolijo sea el
procedimiento de curado, se obtendrá un concreto con mejores propiedades físicas y
mecánicas, el procedimiento de curado específico para estos elementos fue el siguiente:
Terminada la construcción de los muretes y prismas, se debe verificar que el
encofrado se haya mantenido completamente vertical.
Al día siguiente, después de 16 horas, se procede al desencofrado de los muretes y
prismas, como se observa en las Fotografías 18 y 19, verificando la uniformidad de la
superficie de cada uno de ellos. Durante la operación de desencofrado, hay que tener
cuidado para no generar daños en las aristas de los elementos o caídas.
Se realiza el curado, el cual establece que por 14 días los elementos a ensayarse
estarán cubiertos con polietileno como se puede ver en la Fotografía 21 y los otros 14
días a la intemperie, tal y como estipula NEC (2015). Esto le ayudará en la ganancia
de resistencia inicial y reducirá la formación de fisuras causada por la retracción
plástica.
Fotografía 18: Desencofrado de muretes y prismas
62
Fotografía 19: desencofrado de muretes y prismas
Después de los 14 días de curado se procede a retirar el polietileno de prismas y
muretes el cual ha funcionado como una cámara de curado, como se observa en la
Fotografía 20. Se deja los prismas y muretes en condiciones ambientales normales
hasta que los elementos cumplan la edad de 28 días, es ahí cuando se procede a
transportarlos hacia el laboratorio para evaluar sus características físicas y mecánicas.
Fotografía 20: Curado de muretes y prismas
Fotografía 21: Curado de muretes y prismas con polietileno
63
3.10. MOVILIZACIÓN DE LOS MURETES Y PRISMAS HACIA EL
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES
En vista de que los muretes y prismas se los elaboró en el laboratorio de Control de Calidad
de la Hormigonera Equinoccial, y sabiendo que el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la
Universidad Central del Ecuador cuenta con los equipos necesarios para realizar los ensayos
solicitados para los elementos, se los transportó al sitio.
3.10.1. Consideraciones:
Ya en este punto hubo que tomar ciertas precauciones al momento de movilizar los muretes y
prismas, tales como:
Limitar el movimiento de los muretes y prismas, para esto utilizamos neoprenos para
amortiguar la vibración producida por el transporte como se puede observar en la
Fotografía 22.
Colocar los muretes primero de manera horizontal y encima de estas tablas triplex de
los encofrados, para colocar encima de estas los prismas, como se ve en las
fotografías 23 y 24.
Fotografía 22: Colocación de neoprenos en vehículo de transporte
Fotografía 23: Colocación de muretes en vehículo de transporte
64
Fotografía 24: Colocación de prismas en vehículo de transporte
3.11. PRUEBA DE RESISTENCIA DE LOS ELEMENTOS ELABORADOS
CON LADRILLO PET
3.11.1. Ensayo de tracción indirecta (Método Brasileño)
Para determinar las propiedades mecánicas del ladrillo PET se procede a realizar el ensayo de
tracción indirecta, el mismo que es utilizado en cilindros de hormigón para determinar el
esfuerzo a tracción de cada elemento ensayado.
Este método se empleó debido a:
La posición horizontal del ladrillo PET en la construcción de prismas y muretes.
Que el elemento estará expuesto a solicitaciones de carga en dirección perpendicular a
la botella.
Proceso de ensayo del ladrillo tipo PET:
El procedimiento de ensayo a tracción indirecta del ladrillo PET, fue el siguiente:
Identificar las muestras de ladrillo PET a ser ensayadas, como se muestra en la
Fotografía 25.
Fotografía 25: Identificación de muestras
65
Medir los elementos geométricos requeridos del ladrillo PET con un calibrador como
se observa en la Fotografía 26, para determinar el área del ladrillo PET que soportará
la solicitación de la carga aplicada.
Fotografía 26: Medición del diámetro del ladrillo PET
Se coloca en posición horizontal el ladrillo tipo PET en la máquina universal de 100
toneladas, en la parte superior se utiliza una placa de acero la cual permitirá una mejor
distribución de la carga a lo largo del elemento, como se observa en la Fotografía 27 a
continuación.
Fotografía 27: Colocación del ladrillo PET
Bajar el cabezal de la máquina y aplicar la carga, luego de transcurrido un cierto
tiempo se producirá la falla, dándose por terminado el ensayo.
3.11.2. Ensayo en cubos de mortero
Para determinar la resistencia a la compresión del mortero de pega empleado en la
construcción de la mampostería con ladrillo PET se procedió a realizar el ensayo a cubos de
50mm de arista, tal como está especificado en INEN (2009). Como se recordará el mortero
utilizado debe ser una mezcla de consistencia blanda a fluida.
66
Proceso para el ensayo de cubos de mortero:
El procedimiento para el ensayo de compresión de cubos de mortero, fue el siguiente:
Pesar las cantidades de los materiales componentes del mortero de pega como se
muestra en la Fotografía 28, para un volumen adecuado (alrededor de 4 litros) para
mezclarlo con la batidora eléctrica de pastas y morteros, cumpliendo con la
dosificación establecida.
Fotografía 28: Cemento, arena y agua.
Se coloca el agua y el cemento en su totalidad en el recipiente de la batidora eléctrica,
mezclar por 30s a velocidad baja, añadir la cantidad total de la arena muestras se sigue
mezclando en un tiempo de 30s, se aumenta a velocidad media por 30s, luego se deja
reposar 90s, donde se procede a despegar el material en las paredes y la espátula con
las manos y se finaliza el mezclado con 60s a velocidad media, como se muestra en la
Fotografía 29.
Fotografía 29: Proceso de mezclado de la aren, cemento y agua
67
Para la fabricación de los cubos de mortero se realiza en dos capas de igual altura (25
mm de espesor) y se compacta con el apisonador de neopreno 32 veces en alrededor
de 10 segundos en 4 rondas, en cada ronda se debe compactar con 8 golpes, como se
puede ver en la Fotografía 30.
Fotografía 30: Colocación de mortero en moldes
Identificar adecuadamente las muestra.
Al día siguiente se procede a desencofrar los cubos de mortero, para su posterior
curado.
Ensayar los especímenes en la máquina de 30 toneladas a la edad de 7 y 28 días de
edad, hasta que se induzca la falla, como se observa en la Fotografía 31.
Fotografía 31: Ensayo de especímenes
68
3.11.3. Compresión axial
Este ensayo permite determinar la compresión axial en los prismas de mampostería con
ladrillo PET, se seguirá el procedimiento similar al de prismas de bloque o ladrillo tradicional
que se rigen a los anexos de la NEC (2015).
Proceso para el ensayo de prismas de mampostería con ladrillo PET:
El procedimiento para realizar el ensayo de prismas de mampostería a compresión axial, fue
el siguiente:
Pesar el prisma a ser ensayado, como se ve en la Fotografía 32.
Fotografía 32: Medición de la masa del prisma
Medir las dimensiones del prisma, como se ve en la Fotografía 33.
Fotografía 33: Dimensiones del prisma
Colocar el prisma en la máquina universal de 100 toneladas.
Colocar encima del prisma una placa de acero la que permitirá la distribución
uniforme de la carga.
69
Aplicar la carga hasta que se induzca a la falla, como se observa en la Fotografía 34 y
registrar los datos respectivos.
Fotografía 34: Aplicación de carga en prisma
Repetir el procedimiento para todas las muestras con diferentes adherencias.
3.11.4. Ensayo de Corte o Tensión diagonal
El ensayo de corte o tensión diagonal esta normado por la NEC (2015), logrado encontrar la
resistencia a corte de mampostería construida con ladrillo PET.
Proceso para el ensayo de muretes de mampostería con ladrillo PET:
El procedimiento para realizar el ensayo de muretes de mampostería a tensión diagonal, fue
el siguiente:
El murete se coloca encima de una placa acero de 20 x 20 cm y de 5cm de espesor
que cuenta con una ranura triangular de 3 cm de altura y 7cm de base para que ingrese
o empotre la esquina del espécimen, otra placa es colocada en la parte superior la cual
tiene las mismas características que la placa descrita anteriormente, como se observa
en la Fotografía 35.
Fotografía 35: Colocación del murete en la máquina de ensayo
70
Aplicar la carga a una velocidad constante sobre el murete, repetir el procedimiento
descrito para los diferentes especímenes con diversas adherencias del ladrillo PET.
Se registra los datos obtenidos para posteriormente realizar los cálculos respectivos.
3.12. FOTOGRAFÍAS DE LAS FALLAS PRODUCIDAS POR LOS
ENSAYOS REALIZADOS
A continuación se expondrá fotografías de especímenes de mortero, ladrillo PET, prismas y
muretes ensayados.
3.12.1. Ensayo a cubos de mortero
La falla inducida en el mortero es típica en el ensayo a compresión de cubos, originándose
desde el centro hacia las esquinas del cubo y a 45 grados de la horizontal, generado por una
carga axial, como se observa en la Fotografía 36.
Fotografía 36: Ensayo cubo de mortero
3.12.2. Ensayo de Tracción Indirecta
La falla que se produce en el ladrillo PET es ocasionada por la carga distribuida en la
superficie cónica del ladrillo PET, lo que genera aplastamiento hasta que falla el envase hasta
romperse originando una falla por corte horizontal llegando a su colapso, pero, una vez que
falla el plástico, el suelo es el componente que sigue resistiendo carga por aplastamiento
dándole un comportamiento de deformación plástica al elemento, como se destaca en la
Fotografía 37.
Fotografía 37: Ensayo de Tracción Indirecta en ladrillo PET
71
3.12.3. Ensayo de Compresión axial
En general los especímenes ensayados, las fallas se producen en el mortero a 45° y por
adherencia con el ladrillo PET, como se puede ver en la Fotografía 38, el mismo patrón de
falla se observó en la parte posterior de los prismas a lo que nos permite determinar que la
resistencia del ladrillo tipo PET es mayor a la del mortero, y con un comportamiento
adicional que una vez fallado el mortero de pega, continua recibiendo cargas por
aplastamiento dándole un comportamiento plástico al conjunto.
Fotografía 38: Ensayo a compresión en prismas
3.12.4. Ensayo de Tensión Diagonal.
La falla típica producida en los muretes que presenta el conjunto, es ocasionada por esfuerzo
cortante o tensiones de tracción internas del espécimen, las fallas son explosivas y por
adherencia, se manifiestan en forma diagonal, como se observa en la fotografía 39,
atravesando todo el prisma, la primera fisura que se genera formando un ángulo de 45° con
relación a la horizontal.
Fotografía 39: Ensayo de Tensión Diagonal a muretes
72
73
3.13. FICHAS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS
3.13.1. Resultados del mortero de pega
DETALLE DE: ROTURA DE CUBOS DE MORTERO DE PEGA A COMPRESIÓN
RESISTENCIA ESPECIFICADA A 28 DÍAS: 10 Mpa
LADO 1
(L1)
LADO 2
(L2)
ALTURA
(H)
P1P2-1 P1 y P2 50 51 49 2550 21/02/17 28/02/17 26.00 10.20
P1P2-2 P1 y P2 51 50 49 2550 21/02/17 28/02/17 23.70 9.29
P1P2-3 P1 y P2 50 50 50 2500 21/02/17 28/02/17 23.90 9.56
P1P2-4 P1 y P2 51 50 50 2550 21/02/17 21/03/17 35.96 14.10
P1P2-5 P1 y P2 50 49 49 2450 21/02/17 21/03/17 33.65 13.73
P1P2-6 P1 y P2 50 50 50 2500 21/02/17 21/03/17 33.30 13.32
P3-1 P3 51 50 50 2550 21/02/17 28/02/17 8.50 3.33
P3-2 P3 50 50 50 2500 21/02/17 28/02/17 8.70 3.48
P3-3 P3 50 51 49 2550 21/02/17 28/02/17 9.00 3.53
P3-4 P3 50 50 50 2500 21/02/17 21/03/17 12.50 5.00
P3-5 P3 51 50 49 2550 21/02/17 21/03/17 12.60 4.94
P3-6 P3 50 50 50 2500 21/02/17 21/03/17 12.70 5.08
NOTA: Los resultados expuestos corresponden a dos dosificaciones distintas, siendo una misma para la prueba 1 y 2, y otra para la prueba 3
7
28 5.01
PORCENTAJE DE
RESISTENCIA (%)
97
137
34
50
CARGA (KN)
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TEMA: BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA
CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
13.72
3.45
DIMENSIONES (mm)
N° EDADPRUEBA
ÁREA DE
CONTACTO
(mm2)
FECHA DE
MOLDEO
FECHA DE
ENSAYO
7
28
FACULTAD EN CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
ESFUERZO A
COMPRESIÓN
(MPa)
ESFUERZO
PROMEDIO
(MPa)
9.68
REALIZADO POR: SUPERVISADO POR:RUALES PÉREZ RICHARD ING. ANGÉLICA MERIZALDE
74
RUALES PÉREZ RICHARD ING. ANGÉLICA MERIZALDE
ESFUERZO A COMPRESIÓN VS EDAD DE LOS CUBOS DE MORTERO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD EN CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
REALIZADO POR: SUPERVISADO POR:CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
0
2
4
6
8
10
12
14
0 7 14 21 28
Esfu
erzo
a c
om
pre
sió
n (M
Pa)
EDAD (días)
P1 y P2
P3
ESPECIFICADA
75
3.13.2. Resultados del ladrillo PET
1 649.10 1.43
2 650.30 1.44
3 651.00 1.44
4 649.70 1.43
Diámetro
(φ)
Longitud
(L)
1 59 110 20389 7200.00 0.71
2 60 110 20735 10700.00 1.03
3 59 110 20389 8100.00 0.79
4 60 111 20923 9500.00 0.91
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD EN CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
RESISTENCIA
PROMEDIO A
TRACCIÓN
0.86
ENSAYO DE TRACCIÓN INDIRECTA ESFUERZO A
TRACCIÓN T
(MPa)
N°
DIMENSIONES ÁREA
(mm2)
CARGA
MÁXIMA
P (kg)
453.00
Masa
(g)
1.43
PROPIEDADES FÍSICAS
N°
Volumen
desalojado
(cm3)
MAMPUESTO PET
REALIZADO POR:
SUPERVISADO POR:
Densidad
(g/cm3)
Densidad
promedio
(g/cm3)
ING. ANGÉLICA MERIZALDE
CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
RUALES PÉREZ RICHARD
=
3 cm
21cm
L
Ø
76
3.13.3. Resultados de Prismas
LARGO (L) ANCHO (a)ALTURA
(H)
P1-1 340 210 230 16422.00 31.00 1.89
P1-2 340 212 231 16650.48 30.80 1.85
P1-3 340 209 230 16343.80 28.20 1.73
P2-1 339 213 230 16607.61 31.30 1.88
P2-2 340 211 230 16500.20 31.00 1.88
P2-3 340 210 228 16279.20 31.20 1.92
P3-1 340 210 230 16422.00 27.80 1.69
P3-2 339 210 232 16516.08 28.20 1.71
P3-3 339 211 230 16451.67 28.20 1.71
REALIZADO POR:CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
RUALES PÉREZ RICHARDSUPERVISADO POR:
CONFIGURACIÓN
ING. ANGÉLICA MERIZALDE
PROPIEDADES FÍSICAS
N°
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
DIMENSIONES (mm)Volumen
(cm3)Masa (kg)
Densidad
(g/cm3)
Densidad
promedio
(g/cm3)
1.82
1.89
1.70
PRISMAS CON MAMPUESTO PET
aL
H
aL
H
aL
H
77
FECHA DE MOLDEO: FECHA DE ENSAYO: 21/03/17
EDAD: 28 DÍAS
LARGO (L) ANCHO (a)ALTURA
(H)
P1-1 340 210 230 71400 10700.00 19100.00 1.47
P1-2 340 212 231 72080 12700.00 24700.00 1.73
P1-3 340 209 230 71060 13400.00 31000.00 1.85
P2-1 339 213 230 72207 24900.00 29600.00 3.38
P2-2 340 211 230 71740 25500.00 33200.00 3.49
P2-3 340 210 228 71400 25800.00 27900.00 3.54
P3-1 340 210 230 71400 12600.00 16100.00 1.73
P3-2 339 210 232 71190 16300.00 22100.00 2.25
P3-3 339 211 230 71529 19200.00 25100.00 2.63
ING. ANGÉLICA MERIZALDE
CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
RUALES PÉREZ RICHARD
ESFUERZO A
COMPRESIÓN
(MPa)
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD EN CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
REALIZADO POR:
SUPERVISADO POR:
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
21/02/17
2.20
ESFUERZO
PROMEDIO
(MPa)
1.68
3.47
ENSAYO DE PRISMAS A COMPRESIÓN
N°
DIMENSIONES (mm) ÁREA DE
CONTACTO
(mm2)
CARGA
POR
APLASTAM
CARGA (kg)
78
3.13.4. Resultados de Muretes
LARGO
(L)
ANCHO
(a)
ALTURA
(H)
P1-1 600 209 600 75240.00 138.20 1.84
P1-2 603 209 602 75868.25 140.80 1.86
P1-3 602 209 603 75868.25 140.10 1.85
ING. ANGÉLICA MERIZALDESUPERVISADO POR:REALIZADO POR:
RUALES PÉREZ RICHARD
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD EN CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
MURETES CON LADRILLO PET
PROPIEDADES FÍSICAS DE MURETES CON ELEMENTOS CONFIGURADOS EN UNA DIRECCIÓN
N°
DIMENSIONES Volumen
(cm3)
Masa
(kg)
Densidad
(g/cm3)
Densidad
promedio
(g/cm3)
CONFIGURACIÓN
1.85
L
H
a
79
LARGO
(L)
ANCHO
(a)
ALTURA
(H)
P2-1 602 210 601 75978.42 143.00 1.88
P2-2 600 211 600 75960.00 141.30 1.86
P2-3 600 210 599 75474.00 142.50 1.89
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
REALIZADO POR:CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
SUPERVISADO POR:RUALES PÉREZ RICHARD
MURETES CON LADRILLO PET
ING. ANGÉLICA MERIZALDE
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FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
PROPIEDADES FÍSICAS DE MURETES CON ELEMENTOS CONFIGURADOS ALTERNADOS
N°
DIMENSIONES Volumen
(cm3)
Masa
(kg)
Densidad
(g/cm3)
Densidad
promedio
(g/cm3)
CONFIGURACIÓN
1.88
L
H
a
80
LARGO
(L)
ANCHO
(a)
ALTURA
(H)
P3-1 600 210 600 75600.00 129.90 1.72
P3-2 602 208 600 75129.60 128.70 1.71
P3-3 602 211 599 76086.18 128.40 1.69
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
MURETES CON LADRILLO PET
REALIZADO POR:CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
SUPERVISADO POR:RUALES PÉREZ RICHARD ING. ANGÉLICA MERIZALDE
PROPIEDADES FÍSICAS DE MURETES CON ELEMENTOS CONFIGURADOS ALTERNADOS Y SIKATOP 77
N°
DIMENSIONES Volumen
(cm3)
Masa
(kg)
Densidad
(g/cm3)
Densidad
promedio
(g/cm3)
CONFIGURACIÓN
1.71
L
H
a
81
FECHA DE MOLDEO: FECHA DE ENSAYO: 21/03/17
EDAD: 28 DÍAS
LARGO
(L)
ANCHO
(a)
ALTURA
(H)
DIAGONAL
(d)
P1-1 600 209 600 849 177342.38 56400.00 3.12 -
P1-2 603 209 602 852 178081.37 52400.00 2.89 -
P1-3 602 209 603 852 178081.37 59900.00 3.30 -
P2-1 602 210 601 851 178636.45 51400.00 2.82 -
P2-2 600 211 600 849 179039.44 46300.00 2.54 -
P2-3 600 210 599 848 178042.48 23800.00 1.31 ROTURA IRREGULAR
P3-1 600 210 600 849 178190.91 22900.00 1.26 ROTURA IRREGULAR
P3-2 602 208 600 850 176788.25 29900.00 1.66 -
P3-3 602 211 599 849 179189.20 27200.00 1.49 -
2.22
1.47
DIMENSIONES
(mm)OBSERVACIONES
21/02/17
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FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
3.10
N°
ENSAYO DE TRACCIÓN DIAGONAL DE MURETES
ÁREA
(mm2)
CARGA
(kg-f)
ESFUERZO
(Mpa)
ESFUERZO
PROMEDIO
(Mpa)
REALIZADO POR:CABRERA VALLADARES OSWALDO JAVIER
RUALES PÉREZ RICHARD
SUPERVIZADO POR:ING. ANGÉLICA MERIZALDE
82
4. CAPÍTULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
4.1. RESUMEN DE RESULTADOS
4.1.1. Resumen de resultados obtenidos de los ensayos realizados a prismas
elaborados con ladrillo tipo PET
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FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Tabla 12: Esfuerzo Admisible según la NEC_SE_VIVIENDA
NORMA TIPO DE
UNIDAD DESCRIPCIÓN
f'cu
(MPa)
NEC_SE_VIVIENDA
7.2.
Ladrillo
macizo
Valor mínimo para la
resistencia de las unidades 2
Tabla 13: Resistencia a compresión de Prismas
N°
PRUEBA CÓDIGO DESCRIPCIÓN
RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN
σ
(MPa)
1 PECUD
PRISMAS CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS EN UNA
DIRECCIÓN 1,68
2 PECA PRISMAS CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS ALTERNADOS 3,47
3 PECAMA-
SIKATOP77
PRISMAS CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS
ALTERNADOS, MÁS EL
MEJORADOR DE ADHERENCIA
(SIKATOP 77)
2,20
83
Gráfico 9: Resistencia a la compresión de prismas
2
1,68
3,47
2,20
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Res
iste
nci
a (
MP
a)
Resistencia a la compresión de prismas
NORMA 1-PECUD 2-PECA 3-PECAMA-SIKATOP77
84
4.1.2. Resumen de resultados obtenidos de los ensayos realizados a muretes
elaborados con ladrillo tipo PET
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FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
RESUMEN DE RESULTADOS OBTENIDOS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS A
MURETES ELABORADOS CON LADRILLO TIPO PET
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Tabla 14: Resistencia a compresión de Muretes
N° PRUEBA CÓDIGO DESCRIPCIÓN
RESISTENCIA AL
CORTE
τ
(MPa)
1 MECUD
MURETES CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS EN UNA
DIRECCIÓN 3,10
2 MECA MURETES CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS ALTERNADOS 2,22
3 MECAMA-
SIKATOP77
MURETES CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS ALTERNADOS,
MÁS EL MEJORADOR DE
ADHERENCIA (SIKATOP 77)
1,47
85
Gráfico 10: Resistencia al corte de muretes
3,10
2,22
1,47
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
Res
iste
nci
a (M
Pa)
Resistencia al corte de muretes
1-MECUD 2-MECA 3-MECAMA-SIKATOP77
86
4.2.CÁLCULO TEÓRICO DEL ESFUERZO A COMPRESIÓN (F’M) Y EL
ESFUERZO CORTANTE (FVM) EN LA MAMPOSTERÍA CONSTRUIDA
CON LADRILLO TIPO PET.
4.2.1. Cálculo teórico de la resistencia a la compresión de la mampostería (f’m)
𝑓′𝑚 = 0,75 ∗ 𝑅𝑚
𝑅𝑚 = (2ℎ
75 + 3ℎ) ∗ 𝑓′𝑐𝑢´ + (
50𝑘𝑝
75 + 3ℎ) ∗ 𝑓′𝑐𝑝 ≤ 0,8 ∗ 𝑓′𝑐𝑢
Fuente: (NEC, 2015)
Dónde:
f’m= Resistencia nominal a la compresión de la mampostería (MPa).
f’cp= Resistencia especificad a la compresión del mortero de pega (MPa).
f’cu= Resistencia normalizada a compresión de las piezas de fábrica, en la dirección del
esfuerzo (MPa).
kp= Factor de corrección por absorción de la unidad, adimensional (es igual a 1 por ser
impermeable).
h= Altura de la unidad de mampostería (mm) (En este caso es igual al diámetro del
ladrillo PET).
Datos:
f’cp= 13,72 MPa
f’cu= 0,86 MPa
kp= 0
h= 60 mm
Como kp = 0, la ecuación quedaría así:
𝑅𝑚 = (2ℎ
75 + 3ℎ) ∗ 𝑓′𝑐𝑢´ ≤ 0,8 ∗ 𝑓′𝑐𝑢
𝑅𝑚 = (2 ∗ 60
75 + 3 ∗ 60) ∗ 0,86 ≤ 0,8 ∗ 0,86
𝑅𝑚 = 0,40 𝑀𝑃𝑎 ≤ 0,69 𝑀𝑃𝑎
𝑓′𝑚 = 0,75 ∗ 0,40
87
𝑓′𝑚 = 0,30 𝑀𝑃𝑎 = 3,10 𝐾𝑔/𝑐𝑚2
4.2.2. Cálculo teórico de la resistencia al corte de la mampostería (fvm)
La resistencia al corte de la mampostería, fvm, será el menor de los valores:
𝑓𝑣𝑚 = 𝑓𝑣𝑚𝑜 + 0,4 𝜎𝑑
Fuente: (NEC, 2015)
𝑓𝑣𝑚 = 𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑙í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑇𝑎𝑏𝑙𝑎 13.
Tabla 15: Resistencia a corte puro, fvmo
f’u TIPO DE
MORTERO
fvmo
(MPa)
Valor Límite
fvm
(MPa)
f’u < 15 MPa M2,5 ; M5 0,10 0,75
M10 ; M15 ; M20 0,20
f’u > 15 MPa M2,5 ; M5 0,15 1,5
M10 ; M15 ; M20 0,30
Dónde:
fvmo = resistencia a corte puro con esfuerzo de compresión nula, según normas.
σd = esfuerzo de cálculo a compresión perpendicular a la tabla en el nivel considerado.
f’u= resistencia normalizada a compresión de las piezas de mampostería, basada en la
sección neta, en MPa.
NOTA: En zonas sísmicas, se puede admitir que la resistencia residual a corte es el valor de
fvm, multiplicado por 0,7.
Tabla 16: Calculo de fvm de las pruebas de resistencia a corte
DESCRIPCIÓN fvmo
(MPa)
σd
(MPa)
fvm
(MPa)
Resistencia Residual a
corte (zonas sísmicas)
(MPa) MURETES CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS EN UNA
DIRECCIÓN
3,10 1,68 3,78 2,64
MURETES CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS ALTERNADOS 2,22 3,47 3,61 2,53
MURETES CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS
ALTERNADOS, MÁS EL
MEJORADOR DE ADHERENCIA
(SIKATOP 77)
1,47 2,20 2,35 1,65
88
4.3.RESULTADOS
4.3.1. Ladrillo tipo PET II
Al estar conformado el Ladrillo Tipo PET II del conjunto botella tipo PET más suelo
compactado a la humedad óptima, el comportamiento observado en el ensayo de tracción
indirecta, el conjunto se compacta resistiendo a la carga aplicada, deformándose y
posteriormente resistiendo la carga por aplastamiento hasta que la deformación causa el fallo
de la botella tipo PET. El Ladrillo Tipo PET II tiene baja resistencia a compresión, pero de
igual forma aporta en conjunto con el mortero de pega para lograr buenos resultados, como se
puede apreciar en el literal 3.12.2 en las fichas de resultados de los ensayos, en la parte de los
resultados del ladrillo PET.
4.3.2. Mortero de pega
El mortero de pega fue el desarrollo de un proceso de diseño de mezclas, donde se partió de
una dosificación patrón calculada teóricamente, y se fue optimizando por eficiencia del
cemento, el uso de una arena fina triturada, que además de ser económica y de fácil
adquisición, contiene un filler inerte aportando a la mezcla mayor cohesividad y retención de
agua, esto nos permitió obtener buenos resultados para el tema de la adherencia y el cemento
tipo HE utilizado nos permite alcanzar resistencias a compresión altas a temprana edad.
Con el uso del aditivo mejorador de adherencia para la dosificación de la tercera prueba, se
mejoró la capacidad de protrusión de la mezcla, haciéndola cohesiva, pegajosa y de
consistencia líquida (12cm de revenimiento), reduciendo al máximo los espacios vacíos entre
ladrillos PET. El uso del mejorador de adherencia provocó un resultado adverso en el
desarrollo de resistencia a compresión del mortero, por lo cual se recomienda que se
dosifique en menor cuantía o a su vez se pruebe con otro producto de similar o mayor rango.
Todo lo antes dicho se puede cuantificar los valores obtenidos en el literal 3.12.1 en las fichas
de resultados de los ensayos, en la parte de los resultados del mortero de pega.
4.3.3. Ensayo a compresión axial a prismas construidos con ladrillo tipo PET II
Los ensayos obtenidos a compresión de prismas fueron muy buenos, como se puede ver en la
Tabla 11, sobrepasando en la segunda y tercera prueba a lo mínimo normativo establecido en
la Tabla 10, pudiéndose observar un comportamiento extra, el ladrillo tipo PET II, cuando
falla el mortero de pega, empieza a trabajar y recibir carga por aplastamiento, esto le da un
comportamiento plástico al material con cierta ductilidad.
89
En la primera prueba, una vez que falló el mortero de pega y empezó a trabajar por
aplastamiento, se empezó a comprimir más rápidamente del lado donde estaba la mayor parte
de suelo en las botellas, y más alta resistencia mostró el lado donde se encontraba recargado
el mortero de pega.
La prueba con mejores resultados fue la segunda como se demuestra en la Tabla 15, puesto
que el trabado bidireccional de los elementos, le permitió distribuir de mejor manera la carga
y por ende resistir más a compresión, sobrepasando lo especificado por la norma como se
puede observar en el Gráfico 9.
La tercera prueba mostró un comportamiento similar a la segunda, obteniéndose una
disminución en la resistencia a compresión por la dosificación del mortero con el mejorador
de adherencia.
Tabla 17: Resultados a de resistencia compresión teórico vs. práctico
N°
PRUEBA CÓDIGO DESCRIPCIÓN
RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN
σ
(MPa)
TEÓRICO f´m f'm en función de f´cu y f´cp 0,30
1 PECUD PRISMAS CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS EN UNA DIRECCIÓN 1,68
2 PECA PRISMAS CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS ALTERNADOS 3,47
3 PECAMA-
SIKATOP77
PRISMAS CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS ALTERNADOS, MÁS EL
MEJORADOR DE ADHERENCIA
(SIKATOP 77)
2,20
4.3.4. Ensayo de tensión diagonal o corte en muretes construidos con ladrillo tipo
PET II
En este ensayo, se logró resistencias altas a corte como se puede apreciar en la Tabla y
Gráfico 10, esto alcanzado con la dosificación del mortero, además de una reducción del
espesor de los muretes por la utilización de una botella de menor longitud, esto también se ve
reflejado en la disminución de masa. A pesar de que el valor límite para diseño estipulado en
la Tabla 13, es muy bajo a comparación con los resultados obtenidos demostrados en la Tabla
14, se puede justificar el empleo de una resistencia mayor para diseño con una vasta serie de
90
resultados estadísticos, lo que repercutiría significativamente en el ahorro y optimización de
recursos.
La primera prueba arrojó el mejor resultado, debido a que el ordenamiento unidireccional de
los elementos permitió mayor resistencia a corte puesto que estaba sobrecargado en una cara
la mayor cantidad de mortero de pega. La segunda prueba igualmente se obtuvo buenos
resultados, disminuyendo un poco la resistencia a corte por la distribución bidireccional de
los elementos. La tercera prueba fue la que se obtuvo el menor resultado, aun así es un valor
alto a pesar de la disminución de resistencia provocada por el mejorador de adherencia
utilizado en la dosificación.
La resistencia residual a corte para zonas sísmicas, combina la resistencia a compresión con
la resistencia a corte puro, lo que nos da como resultado que las tres pruebas prácticamente se
nivelan entre sí y sobrepasan al valor límite para diseño, siendo las mejores las dos primeras
como se manifiesta en la Tabla 16 a continuación.
Tabla 18: Resultados de resistencia a corte práctico vs. teórico
N°
PRUEBA CÓDIGO DESCRIPCIÓN fvm
(MPa)
TEÓRICO fvm VALOR LÍMITE NORMATIVO PARA
DISEÑO 0,75
1 MECUD MURETES CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS EN UNA DIRECCIÓN 2,64
2 MECA MURETES CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS ALTERNADOS 2,53
3 MECAMA-
SIKATOP77
MURETES CON ELEMENTOS
CONFIGURADOS ALTERNADOS, MÁS
EL MEJORADOR DE ADHERENCIA
(SIKATOP 77)
1,65
4.4.PROYECCIÓN DE RESULTADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE
PAREDES Y MUROS
Con los resultados obtenidos de los ensayos realizados, se procede a realizar la proyección
para la construcción de paredes y muros. Para esto se tomará en cuenta las características de
la segunda prueba, ya que fue la que mejores resultados se obtuvo, tanto a compresión como
a corte. Para que haya una comparación directa con la investigación predecesora, se tomará
las mismas dimensiones de área para una pared, solo variará el espesor.
91
Datos:
Longitud: 3,00 m
Altura de la pared: 2,50 m
Espesor: 0,21 m
4.4.1. Peso por metro cuadrado:
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟í𝑎 = 1877 𝑘𝑔/𝑚3
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟í𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑚2 = 1877𝑘𝑔
𝑚3∗ 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟í𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑚2 = 1877𝑘𝑔
𝑚3∗ 0,21 𝑚
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟í𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑚2 = 394 𝑘𝑔
𝑚2
4.4.2. Carga vertical resistente (PR):
𝑃𝑅 = 𝐹𝑅 ∗ 𝐹𝐸 ∗ (𝑓´𝑚 +4𝑘𝑔
𝑐𝑚2) ∗ 𝐴𝑇
Fuente: (Gallo Ortiz, Espino Márquez, & Olvera Montes, 2005)
Dónde:
f’m: Esfuerzo a compresión de diseño de la mampostería.
At: Área de muro en planta.
PR: Carga vertical resistente.
FR: Factor de reducción (0,6 para muros confinados o reforzados).
FE: Factor de reducción por excentricidad y esbeltez del muro que se podrá tomar igual a
0,7 para muros interiores y 0,6 para muros externos.
Para muros interiores:
Datos:
f’m: 3,47 MPa = 35,40 kg/cm2
At: 6300 cm2
FR: 0,6
FE: 0,7
92
𝑹(𝑴𝑰) = 0,6 ∗ 0,7 ∗ (35,40𝑘𝑔
𝑐𝑚2+4𝑘𝑔
𝑐𝑚2) ∗ 6300𝑐𝑚2
𝑹(𝑴𝑰) = 104253 𝑘𝑔 = 104,25 𝑡
Para muros externos:
Datos:
f’m: 35,40 kg/cm2
At: 6300 cm2
FR: 0,6
FE: 0,7
𝑹(𝑴𝑬) = 0,6 ∗ 0,6 ∗ (35,40𝑘𝑔
𝑐𝑚2+4𝑘𝑔
𝑐𝑚2) ∗ 6300𝑐𝑚2
𝑹(𝑴𝑬) = 89359 𝑘𝑔 = 89,36𝑡
4.4.3. Carga vertical actuante (PU):
Para esté cálculo, se simulará un muro externo que soportará el peso de una viga rectangular
y el área cooperante de una losa maciza cuadrada de hormigón armado.
𝑼 = 𝟏, 𝑪𝑴+ 𝟏, 𝟔 𝑪𝑽
𝑹(𝑴𝑬) ≥ 𝑼
Fuente: (Gallo Ortiz, Espino Márquez, & Olvera Montes, 2005)
Dónde:
Pu: Carga vertical actuante debido al peso propio, al peso de las losas y al generado por
el funcionamiento de la construcción.
CM = Carga muerta
CV = Carga viva
Carga muerta: Peso propio de la Mampostería:
Datos:
Peso por m2 = 0,394 t/m2
Longitud (L) = 3 m
93
Altura (h) = 2,5 m
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟í𝑎 = 0,394𝑡
𝑚2∗ 3 𝑚 ∗ 2,5𝑚
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟í𝑎 = 2,96 𝑡
Peso de viga rectangular de hormigón armado:
Datos:
Peso Unitario del hormigón armado = 2,4 t/m3
Longitud (L) = 3 m
Altura (h) = 0,4 m
Base (b) = 0,3 m
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑣𝑖𝑔𝑎 = 2,4𝑡
𝑚3∗ 3 𝑚 ∗ 0,4𝑚 ∗ 0,3𝑚
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑣𝑖𝑔𝑎 = 0,864 𝑡
Peso de área cooperante de losa maciza cuadra de hormigón armado:
Datos:
Peso Unitario del hormigón armado = 2,4 t/m3
Lado (L) = 3 m
Espesor (e) = 0,2 m
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑙𝑜𝑠𝑎 = 2,4𝑡
𝑚3∗ 3 𝑚 ∗ 3𝑚 ∗ 0,2𝑚 ∗ 0,25
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑙𝑜𝑠𝑎 = 1,08 𝑡
Peso de enlucidos, instalaciones y otros: 0,3 t
𝐶𝑀 = 2,96 𝑡 + 0,86 𝑡 + 1,08 𝑡 + 0,3 𝑡
𝐶𝑀 = 5,20 𝑡
Carga viva (viviendas)
CV = 0,20 t
𝑼 = 𝟏, ∗ 𝟓, + 𝟏, 𝟔 ∗ 𝟎,
94
𝑼 = 𝟔, 𝟓𝟔 𝒕
𝑹(𝑴𝑬) ≥ 𝑼
𝟖𝟗, 𝟑𝟔 ≥ 𝟔, 𝟓𝟔 𝑶𝑲
4.4.4. Carga horizontal resistente (VR):
𝑽𝑹 = 𝑭𝑹(𝟎, 𝟓 ∗ 𝒇𝒗𝒎 ∗ 𝑨 + 𝟎, 𝟑 ∗ ) ≤ (𝟏, 𝟓 ∗ 𝑭𝑹 ∗ 𝒇𝒗𝒎 ∗ 𝑨 )
Fuente: (Gallo Ortiz, Espino Márquez, & Olvera Montes, 2005)
Dónde:
VR: Cortante resistente
FR: Factor de reducción de resistencia que vale 0,6 para muros confinados o reforzados.
fvm: Esfuerzo cortante resistente de la mampostería empleada.
AT: Área en planta del muro
P: Carga vertical soportada por el muro
𝑉𝑅 = 0,6 ∗ (0,5 ∗25,78𝑘𝑔
𝑐𝑚2∗ 6300𝑐𝑚2 + 0,3 ∗ 6560𝑘𝑔) ≤ (1,5 ∗ 0,6 ∗
25,78𝑘𝑔
𝑐𝑚2∗ 6300𝑐𝑚2)
𝑉𝑅 = 98646𝑘𝑔 ≤ 146198𝑘𝑔
𝑽𝑹 = 𝟗𝟖, 𝟔𝟓 𝒐𝒏
4.4.5. Carga horizontal actuante (VU):
𝑉𝑈 = 1,1 𝑉𝑠
𝑉𝑠 =𝐼 ∗ 𝑆𝑎(𝑇𝑎)
𝑅 ∗ ∅𝑝 ∗ ∅𝑒∗𝑊
𝑆𝑎(𝑇𝑎) = 𝑛𝑍𝐹𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 0 ≤ 𝑇 ≤ 𝑇𝑐
Fuente: (NEC, 2015)
Dónde:
VU: Cortante último
Vs: Cortante basal
I: coeficiente de importancia (1 para otro tipo de estructuras)
Sa(Ta): Aceleración espectral
R: Factor de reducción de respuesta. (1 mampostería no reforzada)
Φp: Coeficiente de configuración en planta (ideal 1)
95
Φe: Coeficiente de configuración en elevación (ideal 1)
W: Carga vertical actuante en el muro
n: relación de amplificación espectral. ( 2,48 para las provincias de la Sierra, Esmeraldas
y Galápagos).
Z: factor de zona (0,4 para Pichincha)
Fa: Factor de sitio. (1,2 para una zona tipo V y un tipo de perfil de subsuelo tipo D).
𝑆𝑎(𝑇𝑎) = 2,48 ∗ 0,4 ∗ 1,2
𝑺𝒂( 𝒂) = 𝟏, 𝟏𝟗
𝑉𝑠 =1 ∗ 1,19
1 ∗ 1 ∗ 1∗ 6,56
𝑽𝒔 = 𝟕, 𝟖𝟏 𝒕
𝑉𝑈 = 1,1 ∗ 7,81 𝑡
𝑽𝑼 = 𝟖, 𝟓𝟗 𝒕
𝑽𝑹 ≥ 𝑽𝑼
𝟗𝟖, 𝟔𝟓 𝒕 ≥ 𝟖, 𝟓𝟗 𝒕 𝑶𝑲
96
4.5.ANÁLISIS ECONÓMICO
Se determinará el costo por metro cuadrado de la mampostería con el ladrillo tipo PET II,
comparándolo con el sistema de construcción tradicional.
4.5.1. Presupuesto general de la mampostería con ladrillo tipo PET II
Nota: El rubro del estudio de suelos, no tiene incidencia en los costos directos del metro
cuadrado de mampostería, esto es debido a que dicho estudio se lo realiza una vez por
proyecto o tipo de suelo a utilizar, es así que el costo del estudio de suelos está integrado en
los costos indirectos.
N° RUBRO UNIDAD CANTIDADPRECIO
UNITARIOSUBTOTAL
1 MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II m2 1 31,22 31,22
2 ENLUCIDO VERTICAL 1:3 m2 1 7,01 7,01
TOTAL (USD) 38,23
N° RUBRO UNIDAD CANTIDADPRECIO
UNITARIOSUBTOTAL
1 MAMPOSTERÍA PET II TIPO III m2 1 35,01 35,01
2 ENLUCIDO VERTICAL 1:3 m2 1 7,01 7,01
TOTAL (USD) 42,02
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II
MAMPOSTERÍA PET II TIPO III
PRESUPUESTO GENERAL
PRESUPUESTO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN METRO
CUADRADO DE MAMPOSTERÍA TIPO PETDETALLE:
Treinta y ocho dólares con veinte y tres centavos
Cuarenta y dos con dos centavos
97
4.5.2. Análisis de precios unitarios de la mampostería de ladrillo tipo PET II
Hoja 1 de 4
UNIDAD: u
CANTIDAD TARIFACOSTO
HORARENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA MENOR (5 % M.OBRA) 0.00
0.00
CANTIDAD JORNAL/HRCOSTO
HORARENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
AYUDANTE DE ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. E2)1.00 3.26 3.26 0.025 0.08
0.08
UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO COSTO
A B C=A*B
u 1.00 0.01 0.01
kg 0.65 0.00 0.00
0.01
0.10
0.01
0.11
ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017 Once centavos
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FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
RUBRO: LADRILLO TIPO PET II
EQUIPOS
DETALLE:
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
UTILIDADES E INDIRECTOS (15% )
TOTAL COSTO (USD)
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
DESCRIPCIÓN
DESCRIPCION
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
MATERIALES
Botella de plástico pet reciclada de 21cm de altura
SUBTOTAL M
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O)
SUBTOTAL N
SUBTOTAL O
Suelo de excavación de relleno
98
Hoja 2 de 4
UNIDAD: m2
CANTIDAD TARIFACOSTO
HORARENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA MENOR (5 % M.OBRA) 0.08
0.08
CANTIDADJORNAL/H
R
COSTO
HORARENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC. OCUP. D2) 1.00 3.30 3.30 0.25 0.83
AYUDANTE DE ALBAÑIL (ESTRUC. OCUP. E2) 1.00 3.26 3.26 0.25 0.82
1.64
UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO COSTO
A B C=A*B
u 189.00 0.11 20.77
kg 24.80 0.16 3.97
m3 0.08 8.00 0.66
m3 0.03 0.60 0.02
25.42
27.14
4.07
31.22
ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017 Treinta y un dólares con veinte y dos centavos
Polvo de piedra San Antonio (DUEÑAS)
Agua
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O)
SUBTOTAL O
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ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II
DETALLE: ELEMENTOS CONFIGURADOS UNIDIRECCIONAL Y BIDIRECCIONAL, MORTERO DE PEGA SIN
ADITIVO
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
EQUIPOS
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
UTILIDADES E INDIRECTOS (15% )
TOTAL COSTO (USD)
DESCRIPCIÓN
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
SUBTOTAL N
MATERIALES
DESCRIPCION
Ladrillo tipo pet II
Cemento Chimborazo HE
99
Hoja 3 de 4
UNIDAD: m2
CANTIDAD TARIFACOSTO
HORARENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA MENOR (5 % M.OBRA) 0.08
0.08
CANTIDADJORNAL/H
R
COSTO
HORARENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC. OCUP. D2) 1.00 3.30 3.30 0.25 0.83
AYUDANTE DE ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. E2)1.00 3.26 3.26 0.25 0.82
1.64
UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO COSTO
A B C=A*B
u 189.00 0.11 20.77
kg 24.80 0.16 3.97
m3 0.08 8.00 0.65
kg 3.72 0.89 3.31
m3 0.03 0.60 0.02
28.72
30.44
4.57
35.01
ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
UTILIDADES E INDIRECTOS (15% )
TOTAL COSTO (USD)
SUBTOTAL O
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ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: MAMPOSTERÍA PET II TIPO III
DETALLE: ELEMENTOS CONFIGURADOS BIDIRECCIONAL, MORTERO DE PEGA CON ADITIVO MEJORADOR DE
ADHERENCIA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
EQUIPOS
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Agua
DESCRIPCIÓN
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
SUBTOTAL N
MATERIALES
DESCRIPCION
Ladrillo tipo pet II
Cemento Chimborazo HE
Polvo de piedra San Antonio (DUEÑAS)
ADITIVO SIKATOP 77
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O)
Treinta y cinco dólares con un centavo
100
Hoja 4 de 4
UNIDAD: m2
CANTIDAD TARIFACOSTO
HORARENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA MENOR (5 % M.OBRA) 0.22
0.22
CANTIDADJORNAL/H
R
COSTO
HORARENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC. OCUP. D2) 1.00 3.30 3.30 0.67 2.21
AYUDANTE DE ALBAÑIL (ESTRUC. OCUP. E2) 1.00 3.26 3.26 0.67 2.18
4.40
UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO COSTO
A B C=A*B
kg 9.60 0.13 1.29
Arena roja PINTAG (ANGOS E HIJOS) m3 0.013 14.50 0.19
m3 0.007 0.60 0.00
1.48
6.10
0.91
7.01
ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017 Siete dólares con un centavo
UTILIDADES E INDIRECTOS (15% )
TOTAL COSTO (USD)
Cemento Chimborazo IP
Agua
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O)
SUBTOTAL O
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
MATERIALES
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: ENLUCIDO VERTICAL LISO 1:3
DETALLE:
EQUIPOS
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
DESCRIPCIÓN
SUBTOTAL M
MANO DE OBRA
DESCRIPCION
SUBTOTAL N
DESCRIPCION
101
Gráfico 11: Comparación por m2, de las distintas pruebas realizadas
En el gráfico 11, se observa un aumento del 9,91% en el costo por metro cuadrado de la
tercera prueba respecto a las dos prueban anteriores, esto es debido al uso del aditivo
mejorador de adherencia en la dosificación del mortero de pega.
N° MAMPOSTERÍA DESCRIPCIÓN
PRECIO
TOTAL POR
M2 (USD)
1MAMPOSTERÍA
PET II TIPO I Y II
ELEMENTOS CONFIGURADOS
UNIDIRECCIONAL Y BIDIRECCIONAL,
MORTERO DE PEGA SIN ADITIVO
38.23
2MAMPOSTERÍA
PET II TIPO III
ELEMENTOS CONFIGURADOS
BIDIRECCIONAL, MORTERO DE PEGA
CON ADITIVO MEJORADOR DE
ADHERENCIA
42.02
CUADRO COMPARATIVO Y RESUMEN DE PRESUPUESTO GENERAL
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FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
38,23
42,02
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
PRECIO TOTAL POR m2
MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II MAMPOSTERÍA PET II TIPO III
102
4.5.3. Presupuesto general de la mampostería tradicional de bloque y ladrillo
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 1 de 6
PRESUPUESTO GENERAL
DETALLE: PRESUPUESTO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN METRO CUADRADO DE
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 10X15X40
N° RUBRO UNIDAD CANTIDAD
PRECIO
UNITARIO SUBTOTAL
1 MAMPOSTERÍA DE BLOQUE 10X15X40 m2 1 18,58 18,58
2 ENLUCIDO VERTICAL 1:3 m2 1 7,01 7,01
TOTAL
(USD) 25,59
Treinta y un dólares con nueve centavos
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 15X20X40
N° RUBRO UNIDAD CANTIDAD
PRECIO
UNITARIO SUBTOTAL
1 MAMPOSTERÍA DE BLOQUE 15X20X40 m2 1 15,45 15,45
2 ENLUCIDO VERTICAL 1:3 m2 1 7,01 7,01
TOTAL
(USD) 22,46
Veinte y dos dólares con cuarenta y seis centavos
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 20X20X40
N° RUBRO UNIDAD CANTIDAD
PRECIO
UNITARIO SUBTOTAL
1 MAMPOSTERÍA DE BLOQUE 20X20X40 m2 1 18,06 18,06
2 ENLUCIDO VERTICAL 1:3 m2 1 7,01 7,01
TOTAL
(USD) 25,07
Veinte y cinco dólares con siete centavos
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE LADRILLO MAMBRÓN DE 8X16X34
N° RUBRO UNIDAD CANTIDAD
PRECIO
UNITARIO SUBTOTAL
1 MAMPOSTERÍA DE LADRILLO
MAMBRÓN 8X16X34 m2 1 28,25 28,25
2 ENLUCIDO VERTICAL 1:3 m2 1 7,01 7,01
TOTAL
(USD) 35,26
Treinta y cinco dólares con veinte y seis centavos
103
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FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 2
de 6
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: MAMPOSTERÍA DE BLOQUE DE 10x15x40 UNIDAD: m2
DETALLE: MAMPOSTERÍA TRADICIONAL
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA
COSTO
HORA
RENDIMIENT
O COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA MENOR (5
% M.OBRA)
0,44
SUBTOTAL M 0,44
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR
COSTO
HORA
RENDIMIENT
O COSTO
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC. OCUP.
D2) 1,00 3,30 3,30 1,33 4,39
AYUDANTE DE ALBAÑIL
(ESTRUC. OCUP. E2) 1,00 3,26 3,26 1,33 4,34
SUBTOTAL N 8,72
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO COSTO
A B C=A*B
Bloque de 10x15x40 u 17,00 0,33 5,61
Cemento Chimborazo IP kg 8,98 0,13 1,20
Arena de Pintag (ANGOS E HIJOS) m3 0,01 14,50 0,18
Agua m3 0,01 0,60 0,00
SUBTOTAL O 7,00
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 16,16
UTILIDADES E INDIRECTOS (15%) 2,42
TOTAL COSTO (USD) 18,58
ESTOS PRECIOS NO
INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
Diez y ocho dólares con cincuenta y ocho
centavos
104
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FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 3
de 6
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: MAMPOSTERÍA DE BLOQUE DE 15x20x40 UNIDAD: m2
DETALLE: MAMPOSTERÍA TRADICIONAL
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA
COSTO
HORA RENDIMIENTO
COST
O
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA
MENOR (5 % M.OBRA)
0,33
SUBTOTAL M 0,33
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR
COSTO
HORA RENDIMIENTO
COST
O
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. D2) 1,00 3,30 3,30 1,00 3,30
AYUDANTE DE
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. E2) 1,00 3,26 3,26 1,00 3,26
SUBTOTAL N 6,56
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO
COST
O
A B C=A*B
Bloque de 15x20x40 u 13,00 0,37 4,81
Cemento Chimborazo IP kg 11,23 0,13 1,51
Arena de Píntag (ANGOS E HIJOS) m3 0,02 14,50 0,22
Agua m3 0,01 0,60 0,00
SUBTOTAL O 6,54
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 13,43
UTILIDADES E INDIRECTOS (15%) 2,01
TOTAL COSTO (USD) 15,45
ESTOS PRECIOS NO
INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
Quince dólares con cuarenta y cinco centavos
105
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 4
de 6
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: MAMPOSTERÍA DE BLOQUE DE 20x20x40 UNIDAD: m2
DETALLE: MAMPOSTERÍA TRADICIONAL
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA
COSTO
HORA
RENDIMIENT
O
COST
O
A B C=A*B R
D=C*
R
HERRAMIENTA MENOR
(5 % M.OBRA)
0,33
SUBTOTAL M 0,33
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR
COSTO
HORA
RENDIMIENT
O
COST
O
A B C=A*B R
D=C*
R
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. D2) 1,00 3,30 3,30 1,00 3,30
AYUDANTE DE ALBAÑIL
(ESTRUC. OCUP. E2) 1,00 3,26 3,26 1,00 3,26
SUBTOTAL N 6,56
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO
COST
O
A B C=A*B
Bloque de 20x20x40 u 13,00 0,50 6,50
Cemento Chimborazo IP kg 14,98 0,13 2,01
Arena de Píntag (ANGOS E HIJOS) m3 0,02 14,50 0,30
Agua m3 0,01 0,60 0,01
SUBTOTAL O 8,81
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 15,70
UTILIDADES E INDIRECTOS (15%) 2,36
TOTAL COSTO (USD) 18,06
ESTOS PRECIOS NO
INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
Diez y ocho dólares con seis centavos
106
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FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 5
de 6
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: MAMPOSTERÍA DE LADRILLO MAMBRÓN DE 8x16x34 UNIDAD: m2
DETALLE: MAMPOSTERÍA TRADICIONAL
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN
CANTIDA
D TARIFA
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA MENOR
(5 % M.OBRA)
0,56
SUBTOTAL M 0,56
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN
CANTIDA
D JORNAL/HR
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. D2) 1,00 3,30 3,30 1,71 5,64
AYUDANTE DE
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. E2) 1,00 3,26 3,26 1,71 5,57
SUBTOTAL N 11,22
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO COSTO
A B C=A*B
Ladrillo mambrón 8x16x34 u 32,00 0,30 9,60
Cemento Chimborazo IP kg 20,64 0,13 2,77
Arena de Píntag (ANGOS E HIJOS) m3 0,03 14,50 0,41
Agua m3 0,01 0,60 0,01
SUBTOTAL O 12,79
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 24,57
UTILIDADES E INDIRECTOS (15%) 3,68
TOTAL COSTO (USD) 28,25
ESTOS PRECIOS NO
INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
Veinte y ocho dólares con veinte y cinco centavos
107
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 6 de 6
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: ENLUCIDO VERTICAL LISO 1:3 UNIDAD: m2
DETALLE:
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN
CANTIDA
D TARIFA
COSTO
HORA
RENDIMIENT
O COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA MENOR
(5 % M.OBRA)
0,22
SUBTOTAL M 0,22
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN
CANTIDA
D
JORNAL/H
R
COSTO
HORA
RENDIMIENT
O COSTO
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. D2) 1,00 3,30 3,30 0,67 2,21
AYUDANTE DE
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. E2) 1,00 3,26 3,26 0,67 2,18
SUBTOTAL N 4,40
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD
CANTIDA
D P. UNITARIO COSTO
A B C=A*B
Cemento Chimborazo IP kg 9,60 0,13 1,29
Arena roja PINTAG
(ANGOS E HIJOS) m3 0,013 14,50 0,19
Agua m3 0,007 0,60 0,00
SUBTOTAL O 1,48
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 6,10
UTILIDADES E INDIRECTOS (15%) 0,91
TOTAL COSTO (USD) 7,01
ESTOS PRECIOS NO
INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
Siete dólares con un
centavo
108
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
CUADRO COMPARATIVO Y RESUMEN DE PRESUPUESTO DE
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL
N° DESCRIPCIÓN
PRECIO
TOTAL POR
M2 (USD)
1 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE
10X15X40 25,59
2 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE
15X20X40 22,46
3 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE
20X20X40 25,07
4 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE LADRILLO
MAMBRÓN DE 8X16X34 35,26
Gráfico 12: Comparación de costos por m2 de la mampostería tradicional
En el Gráfico 12, se puede observar las variaciones de los costos por metro cuadrado de la
mampostería de uso común, esto puede variar dependiendo del proveedor de materiales y
mano de obra.
25,5922,46
25,07
35,26
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
PRECIO TOTAL POR m2
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 10X15X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 15X20X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 20X20X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE LADRILLO MAMBRÓN DE 8X16X34
109
4.5.4. Comparación de costos entre mampostería PET II y tradicional
Gráfico 13: Comparación de precios por m2 entre mampostería PET II y tradicional
En el Gráfico 13, se puede observar claramente que hay una diferencia considerable entre los
costos de la mampostería tradicional siendo mucho más bajos que la mampostería tipo PET
II, esto es por la consideración de mano de obra y equipos utilizados en los mismos.
N° DESCRIPCIÓNPRECIO TOTAL
POR M2 (USD)
1MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE
10X15X4025.59
2MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE
15X20X4022.46
3MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE
20X20X4025.07
4MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE LADRILLO
MAMBRÓN DE 8X16X3435.26
5 MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II 38.23
6 MAMPOSTERÍA PET II TIPO III 42.02
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA
CUADRO COMPARATIVO Y RESUMEN DE PRESUPUESTO DE MAMPOSTERÍA
TRADICIONAL Y TIPO PET II
25,5922,46
25,07
35,2638,23
42,02
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
PRECIO TOTAL POR m2
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 10X15X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 15X20X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 20X20X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE LADRILLO MAMBRÓN DE 8X16X34
MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II
MAMPOSTERÍA PET II TIPO III
110
4.5.5. Presupuesto general de la mampostería con ladrillo tipo PET II ambiental
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 1 de 1
PRESUPUESTO GENERAL
DETALLE: PRESUPUESTO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN
METRO CUADRADO DE MAMPOSTERÍA TIPO PET
MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II
N° RUBRO UNIDAD CANTIDAD
PRECIO
UNITARIO SUBTOTAL
1
MAMPOSTERÍA PET II TIPO I
Y II m2 1 7,85 7,85
2 ENLUCIDO VERTICAL 1:3 m2 1 1,70 1,70
TOTAL (USD) 9,55
Nueve dólares con cincuenta y cinco
centavos
MAMPOSTERÍA PET II TIPO III
N° RUBRO UNIDAD CANTIDAD
PRECIO
UNITARIO SUBTOTAL
1 MAMPOSTERÍA PET II TIPO III m2 1 11,64 11,64
2 ENLUCIDO VERTICAL 1:3 m2 1 1,70 1,70
TOTAL (USD) 13,34
Trece dólares con treinta y cuatro
centavos
Nota: El rubro del estudio de suelos, no tiene incidencia en los costos directos del metro
cuadrado de mampostería, esto es debido a que dicho estudio se lo realiza una vez por
proyecto o tipo de suelo a utilizar, es así que el costo del estudio de suelos está integrado en
los costos indirectos.
111
4.5.6. Análisis de precios unitarios de la mampostería con ladrillo tipo PET II
ambiental
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 1 de 4
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: LADRILLO TIPO PET II UNIDAD: U
DETALLE: No se considerarán costos de herramienta y mano de obra
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA
MENOR (5 % M.OBRA)
0,00
SUBTOTAL M 0,00
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
AYUDANTE DE
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. E2) 1,00 0,00 0,00 0,025 0,00
SUBTOTAL N 0,00
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO COSTO
A B C=A*B
Botella de plástico PET reciclada de 21cm
de altura u 1,00 0,01 0,01
Suelo de excavación de relleno kg 0,65 0,00 0,00
SUBTOTAL O 0,01
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 0,01
UTILIDADES E INDIRECTOS (15%) 0,00
TOTAL COSTO (USD) 0,01
ESTOS PRECIOS NO
INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
Un centavo
112
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 2 de 4
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II (No se considerarán
costos de herramienta y mano de obra) UNIDAD: m2
DETALLE: ELEMENTOS CONFIGURADOS UNIDIRECCIONAL Y BIDIRECCIONAL, MORTERO DE
PEGA SIN ADITIVO
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA
MENOR (5 % M.OBRA)
0,00
SUBTOTAL M 0,00
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. D2) 1,00 0,00 0,00 0,25 0,00
AYUDANTE DE
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. E2) 1,00 0,00 0,00 0,25 0,00
SUBTOTAL N 0,00
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO COSTO
A B C=A*B
Ladrillo tipo PET II U 189,00 0,01 2,17
Cemento Chimborazo HE Kg 24,80 0,16 3,97
Polvo de piedra San Antonio (DUEÑAS) m3 0,08 8,00 0,66
Agua m3 0,03 0,60 0,02
SUBTOTAL O 6,82
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 6,82
UTILIDADES E INDIRECTOS (15%) 1,02
TOTAL COSTO (USD) 7,85
ESTOS PRECIOS NO
INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
Siete dólares con ochenta y cinco centavos
113
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PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 3 de 4
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: MAMPOSTERÍA PET II TIPO III (No se considerarán costos de
herramienta y mano de obra) UNIDAD: m2
DETALLE: ELEMENTOS CONFIGURADOS BIDIRECCIONAL, MORTERO DE PEGA CON ADITIVO
MEJORADOR DE ADHERENCIA
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA MENOR (5
% M.OBRA)
0,00
SUBTOTAL M 0,00
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC. OCUP.
D2) 1,00 0,00 0,00 0,25 0,00
AYUDANTE DE ALBAÑIL
(ESTRUC. OCUP. E2) 1,00 0,00 0,00 0,25 0,00
SUBTOTAL N 0,00
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO COSTO
A B C=A*B
Ladrillo tipo PET II U 189,00 0,01 2,17
Cemento Chimborazo HE Kg 24,80 0,16 3,97
Polvo de piedra San Antonio (DUEÑAS) m3 0,08 8,00 0,65
ADITIVO SIKATOP 77 Kg 3,72 0,89 3,31
Agua m3 0,03 0,60 0,02
SUBTOTAL O 10,12
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 10,12
UTILIDADES E INDIRECTOS (15%) 1,52
TOTAL COSTO (USD) 11,64
ESTOS PRECIOS NO
INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
Once dólares con sesenta y cuatro centavos
114
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
Hoja 4 de 4
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS
RUBRO: ENLUCIDO VERTICAL LISO 1:3 (No se considerarán costos
de herramienta y mano de obra) UNIDAD: m2
DETALLE:
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA MENOR
(5 % M.OBRA)
0,00
SUBTOTAL M 0,00
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR
COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
ALBAÑIL (ESTRUC.
OCUP. D2) 1,00 0,00 0,00 0,67 0,00
AYUDANTE DE ALBAÑIL
(ESTRUC. OCUP. E2) 1,00 0,00 0,00 0,67 0,00
SUBTOTAL N 0,00
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO COSTO
A B C=A*B
Cemento Chimborazo IP Kg 9,60 0,13 1,29
Arena roja PINTAG
(ANGOS E HIJOS) m3 0,013 14,50 0,19
Agua m3 0,007 0,60 0,00
SUBTOTAL O 1,48
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 1,48
UTILIDADES E INDIRECTOS (15%) 0,22
TOTAL COSTO (USD) 1,70
ESTOS PRECIOS NO
INCLUYEN IVA.
QUITO 7/05/2017
Un dólar con setenta
centavos
115
4.5.7. Comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería tipo PET II
ambiental en sus distintas pruebas
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PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
CUADRO COMPARATIVO Y RESUMEN DE PRESUPUESTO GENERAL
N° MAMPOSTERÍA DESCRIPCIÓN
PRECIO
TOTAL
POR M2
(USD)
1 MAMPOSTERÍA PET II
TIPO I Y II
ELEMENTOS CONFIGURADOS UNIDIRECCIONAL Y
BIDIRECCIONAL, MORTERO DE PEGA SIN ADITIVO 9,55
2 MAMPOSTERÍA PET II
TIPO III
ELEMENTOS CONFIGURADOS BIDIRECCIONAL, MORTERO DE
PEGA CON ADITIVO MEJORADOR DE ADHERENCIA 13,34
Gráfico 14: Precio por m2 de mampostería tipo PET II de distintas pruebas
Al tratarse de una investigación con fines sociales y ambientales, dirigido principalmente
para gente con bajos recursos, no se considera costos de herramienta y mano de obra, a razón
de que la misma comunidad ayudará para la construcción de los mismos.
En el Gráfico 14, se observa claramente un aumento del 39,37% en el costo de la
mampostería PET II tipo III respecto a las pruebas anteriores, esto se debe principalmente al
uso del aditivo mejorador de adherencia.
9,55
13,34
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
PRECIO TOTAL POR m2
MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II MAMPOSTERÍA PET II TIPO III
116
4.5.8. Comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería tradicional y
ladrillo tipo PET II ambiental
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
CUADRO COMPARATIVO Y RESUMEN DE PRESUPUESTO DE MAMPOSTERÍA TRADICIONAL Y
TIPO PET II
N° DESCRIPCIÓN
PRECIO TOTAL
POR M2 (USD)
1 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 10X15X40 25,59
2 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 15X20X40 22,46
3 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 20X20X40 25,07
4 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE LADRILLO MAMBRÓN DE
8X16X34 35,26
5 MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II 9,55
6 MAMPOSTERÍA PET II TIPO III 13,34
Gráfico 15: Comparación por m2 entre mampostería tradicional y de ladrillo PET II
ambiental
Se puede observar claramente en el Gráfico 15, que los precios por metro cuadrado de
mampostería tipo PET II ambiental, es significativamente menor que la mampostería
tradicional, hasta en un 50%.
25,5922,46 25,07
35,26
9,5513,34
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
PRECIO TOTAL POR m2
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 10X15X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 15X20X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 20X20X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE LADRILLO MAMBRÓN DE 8X16X34
MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II
MAMPOSTERÍA PET II TIPO III
117
4.5.9. Resumen de comparación de precios por metro cuadrado de mampostería
tipo PET II ambiental, y tradicional (bloque y ladrillo).
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET; SEGUNDA ETAPA”
CUADRO COMPARATIVO Y RESUMEN DE PRESUPUESTO DE MAMPOSTERÍA TRADICIONAL Y
TIPO PET II
N° DESCRIPCIÓN
PRECIO TOTAL
POR M2 (USD)
1 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 15X20X40 22,46
2 MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE LADRILLO MAMBRÓN DE
8X16X34 35,26
3 MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II 9,55
Gráfico 16: Resumen de costos por m2 de mampostería tipo PET II ambiental, bloque y
ladrillo
Finalmente podemos comparar los precios de los 2 tipos de mampostería tradicional más
comunes con el de ladrillo tipo PET II ambiental tipo II, que fue con el que se obtuvo los
mejores resultados en los ensayos, mostrando en el Gráfico 16, un claro abaratamiento de
precios, siendo casi la mitad de la mampostería de bloque y aproximadamente un tercio de la
mampostería con ladrillo.
22,46
35,26
9,55
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
PRECIO TOTAL POR m2
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE BLOQUE DE 15X20X40
MAMPOSTERÍA TRADICIONAL DE LADRILLO MAMBRÓN DE 8X16X34
MAMPOSTERÍA PET II TIPO I Y II
118
4.6.COMPARACIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS CON LA
INVESTIGACIÓN PREDECESORA.
4.6.1. Ladrillo tipo PET
Tabla 19: Comparación de resultados entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA de
la investigación acerca del ladrillo PET
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
La densidad del ladrillo tipo pet de la 2da
etapa es un 83,91% respecto a la 1era, esto
es debido al uso de suelo compactado a la
humedad óptima, en vez de arena
compactada, como relleno.
Las propiedades mecánicas de la arena,
proporcionan una mejor resistencia en este
ensayo respecto al suelo compactado
reduciendose a un 34,41%.
GRÁFICO Y OBSERVACIONES
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
1.431.71Densidad (g/cm3)
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓN
Resistencia promedio
a tracción indirecta
(MPa)
2.5 0.86
ITEM
LADRILLO PET
1.711.43
0
0.5
1
1.5
2
Densidad (g/cm3)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
2.5
0.86
0
1
2
3
τ (MPa)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
119
4.6.2. Mortero de pega
Tabla 20: Comparación de resultados entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA de
la investigación acerca del mortero de pega
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
La resistencia a compresión del mortero de
pega tiene una mejoría del 167,71%.
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
Resistencia promedio
a compresión de
cubos de mortero
(MPa)
8.18 13.72MORTERO DE
PEGA8.18
13.72
0
5
10
15
σ (MPa)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
120
4.6.3. Prismas
Tabla 21: Comparación de resultados entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA de
la investigación acerca de los Prismas
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
La densidad del prisma tipo pet de la 2da
etapa es mayor un 107,58%, esto es debido
a los materiales componetes del mortero de
pega y a la entrada de mayor cantidad de
mortero por la parte cónica de la botella.
Para esta comparación se tomó los mejores
resultados de cada etapa, teniendose una
mejoría en la resistencia a compresión del
551,04% respecto a la primera etapa.
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
Densidad (g/cm3)
0.63 3.47Resistencia promedio
a compresión (MPa)
1.76 1.89
PRISMAS
0.63
3.47
0
1
2
3
4
σ (MPa)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
2.5
0.86
00.5
11.5
22.5
3
T (MPa)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
1.76 1.89
0
0.5
1
1.5
2
Densidad (g/cm3)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
121
4.6.4. Muretes
Tabla 22: Comparación de resultados entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA de
la investigación acerca de los Muretes
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
La densidad del murete tipo pet de la 2da
etapa es mayor un 107,25%, esto es debido
a los materiales componetes del mortero de
pega y a la entrada de mayor cantidad de
mortero por la parte cónica de la botella.
Para esta comparación se tomó los mejores
resultados de cada etapa, teniendose una
mejoría en la resistencia a corte del
2470,72% respecto a la primera etapa.
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
Resistencia promedio
a corte (MPa) 0.09 2.22
MURETES
Densidad (g/cm3) 1.75 1.88
0.09
2.22
0
1
2
3
τ (MPa)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
2.5
0.86
00.5
11.5
22.5
3
T (MPa)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
1.75 1.88
0
0.5
1
1.5
2
Densidad (g/cm3)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
122
4.6.5. Resistencias teóricas
Tabla 23: Comparación de resistencias teóricas entre la PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA
ETAPA de la investigación Resistencias teóricas
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
La resistencia a tracción indirecta influye en
gran medida en la fórmula para determinar
esta resistencia, dando un valor 31,96%
respecto a la primera etapa.
Para esta comparación se tomó los mejores
resultados de cada etapa, teniendose una
mejoría en la resistencia a corte del
1053,58% respecto a la primera etapa.
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
Resistencia teórica a
compresión
f'm (MPa)
0.95 0.30
Resistencia teórica a
corte
fvm (MPa)
0.24 2.53
RESISTENCIAS
TEÓRICAS
0.95
0.30
0
0.5
1
f'm teórica (MPa)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
0.24
2.53
00.5
11.5
22.5
3
fvm teórica (MPa)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
123
4.6.6. Proyección para la construcción de paredes y muros
Tabla 24: Comparación de la proyección para la construcción de paredes y muros entre la
PRIMERA ETAPA y la SEGUNDA ETAPA de la investigación
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
Con la reducción del espesor de la
mampostería propuesta en esta etapa, se
logro reducir el peso por unidad de área
llevandola a un 69,08% respecto a la
predecesora.
Se obtuvo una mejora del 259,01% en la
carga vertical resistente, con respecto a la
primera etapa.
Se obtuvo una mejora del 259,01% en la
carga vertical resistente, con respecto a la
primera etapa.
GRÁFICO Y OBSERVACIONES
570.50 394.13
Carga vertical
resistente para muros
internos
PRMI (Ton)
40.25 104.25
Carga vertical
resistente para muros
externos
PRME (Ton)
34.50 89.36
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓN
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
PROYECCIÓN
PARA LA
CONSTRUCCIÓN
DE PAREDES Y
MUROS
Peso por metro
cuadrado de
mampostería
(kg/m2)
570.50
394.13
0.00
200.00
400.00
600.00
Peso por unidad de área (kg/cm2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
40.25
104.25
0.00
50.00
100.00
150.00
PRMI (Ton)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
34.50
89.36
0.00
50.00
100.00
PRME (Ton)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
124
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
Se simuló el cálculo realizado en la primera
etapa, teniendo así una diferencia en
aumento un 106,67% en la segunda etapa.
Se obtuvo una mejora del 1406,62% en la
carga horizontal resistente, con respecto a la
primera etapa.
Se simuló el cálculo realizado en la primera
etapa, teniendo así una diferencia en
aumento un 740,25% en la segunda etapa.
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
Carga horizontal
resistente
VR (Ton)
7.01 98.65
Carga vertical
actuante
PU (Ton)
6.15 6.56
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
PROYECCIÓN
PARA LA
CONSTRUCCIÓN
DE PAREDES Y
MUROS
Carga horizontal
actuante
VU (Ton)
1.16 8.59
6.15 6.56
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
PU (Ton)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
7.01
98.65
0.0025.0050.0075.00
100.00125.00
VR (Ton)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
1.16
8.59
0.002.004.006.008.00
10.00
VU (Ton)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
125
4.6.7. Análisis económico
Tabla 25: Comparación del análisis económico de paredes y muros entre la PRIMERA
ETAPA y la SEGUNDA ETAPA de la investigación
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
El costo por unidad de ladrillo pet aumenta
un 137,39%, esto se debe principalmente a
la actualización de costos de mano de obra
y materiales actuales.
El costo por metro cuadrado disminuyó a un
69,98% respecto a la anterior etapa, esto se
debe principalmente a las cantidades y
costos de los materiales considerados.
El costo por metro cuadrado aumenta a un
105,75% respecto a la anterior etapa, esto
se debe principalmente a la actualización de
costos de mano de obra y materiales
actuales.
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
Enlucido vertical liso
(USD/m2)10.02 7.01
PRUEBA 1
(incluye enlucido)
(USD/m2)
36.15
Ladrillo PET (USD) 0.08 0.11
38.23
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
ANÁLISIS
ECONÓMICO
0.08
0.11
0.00
0.04
0.08
0.12
L. PET (USD)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
10.02
7.01
0.00
3.00
6.00
9.00
12.00
Enlucido vertical (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
36.15 38.23
0.0010.0020.0030.0040.0050.00
Prueba 1 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
126
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
El costo por metro cuadrado disminuyó a un
92,69% respecto a la anterior etapa, esto se
debe principalmente a la optimización de
cantidades de materiales.
El costo por metro cuadrado disminuyó a un
79,88% respecto a la anterior etapa, esto se
debe principalmente a la optimización de
cantidades de materiales.
El costo por metro cuadrado aumento a un
118,54% respecto a la anterior etapa, esto
se debe principalmente a la actualización de
costos de mano de obra y materiales
actuales.
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
PRUEBA 2
(incluye enlucido)
(USD/m2)
41.24 38.23
PRUEBA 3
(incluye enlucido)
(USD/m2)
52.60 42.02
MAMPOSTERÍA DE
BLOQUE 10X15X40
(incluye enlucido)
(USD/m2)
21.59 25.59
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
ANÁLISIS
ECONÓMICO
41.24 38.23
0.0010.0020.0030.0040.0050.00
Prueba 2 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
52.6042.02
0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.00
Prueba 3 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
21.5925.59
0.00
10.00
20.00
30.00
M.B. 10X15X40 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
127
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
El costo por metro cuadrado aumento a un
103,31% respecto a la anterior etapa, esto
se debe principalmente a la actualización de
costos de mano de obra y materiales
actuales.
El costo por metro cuadrado aumento a un
107,91% respecto a la anterior etapa, esto
se debe principalmente a la actualización de
costos de mano de obra y materiales
actuales.
El costo por metro cuadrado aumento a un
152,32% respecto a la anterior etapa, esto
se debe principalmente a la actualización de
costos de mano de obra y materiales
actuales.
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
ANÁLISIS
ECONÓMICO
MAMPOSTERÍA DE
BLOQUE 20X20X40
(incluye enlucido)
(USD/m2)
23.23 25.07
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO
MAMBRÓN
8X16X34
(incluye enlucido)
(USD/m2)
23.15 35.26
MAMPOSTERÍA DE
BLOQUE 15X20X40
(incluye enlucido)
(USD/m2)
21.74 22.46
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
21.74 22.46
0.00
10.00
20.00
30.00
M.B. 15X20X40 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
23.23 25.07
0.00
10.00
20.00
30.00
M.B. 20X20X40 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
23.15
35.26
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
M.L. 8X16X34 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
128
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
El costo por unidad de ladrillo pet es el
mínimo y es igual para las dos etapas.
El costo es el mínimo y es muy similar para
las dos etapas.
El costo por metro cuadrado disminuyó a un
67,35% respecto a la anterior etapa, esto se
debe principalmente a la optimización de
cantidades de materiales.
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
ANÁLISIS
ECONÓMICO
PRUEBA 1
(incluye enlucido)
*no incluye costos de
herramienta, ni mano
de obra (USD/m2)
14.18 9.55
Ladrillo PET
*no incluye costos de
herramienta, ni mano
de obra
(USD)
0.01 0.01
Enlucido vertical liso
*no incluye costos de
herramienta, ni mano
de obra (USD/m2)
1.71 1.70
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
0.01 0.01
0.00
0.01
0.02
*L. PET (USD)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
1.71 1.70
0.00
1.00
2.00
*Enlucido vertical (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
14.18
9.55
0.00
10.00
20.00
*Prueba 1 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
129
PRIMERA ETAPA SEGUNDA ETAPA
TESIS: "BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN
SOSTENIBLE CON
MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET"
PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN: “BASES DE
DISEÑO PARA LA
CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE
CON MAMPOSTERÍA DE
LADRILLO TIPO PET;
SEGUNDA ETAPA”
AUTORES: FERNANDO
GAMBOA Y ANDREA
RECALDE
AUTORES: OSWALDO
CABRERA Y RICHARD
RUALES
El costo por metro cuadrado disminuyó a un
61,34% respecto a la anterior etapa, esto se
debe principalmente a la optimización de
cantidades de materiales.
El costo por metro cuadrado disminuyó a un
44,87% respecto a la anterior etapa, esto se
debe principalmente a la optimización de
cantidades de materiales.
ANÁLISIS
ECONÓMICO
CUADRO COMPARATIVO DE RESULTADOS OBTENIDOS EN LAS DOS ETAPAS DE INVESTIGACIÓN
PRUEBA 3
(incluye enlucido)
*no incluye costos de
herramienta, ni mano
de obra
(USD/m2)
29.73 13.34
PRUEBA 2
(incluye enlucido)
*no incluye costos de
herramienta, ni mano
de obra
(USD/m2)
15.57 9.55
PARÁMETRO DE
COMPARACIÓNGRÁFICO Y OBSERVACIONES
15.57
9.55
0.00
10.00
20.00
*Prueba 2 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
29.73
13.34
0.00
10.00
20.00
30.00
*Prueba 3 (USD/m2)
1ERA ETAPA 2DA ETAPA
130
5. CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1.CONCLUSIONES
1. Las botellas utilizadas en la investigación, se las puede conseguir con facilidad en los
acopios de plásticos en las ciudades y son de uso común en la sociedad. Se puede
utilizar las botellas que están aplastadas, al rellenarlas y compactarlas se recupera su
forma, reciclando al máximo el número de botellas, si se encuentran rotas se
descartarían. Su forma influye significativamente en la distribución de cargas y
requerimiento de mortero de pega, ya que la parte cónica representa alrededor de un
tercio de su longitud total.
2. La utilización de suelo compactado a la humedad óptima, como material de relleno de
las botellas, redujo a un 83% la densidad del ladrillo PET, como se puede evidenciar
en la Tabla 17 en la parte de la densidad, a comparación con la investigación
predecesora, no obstante disminuyó la resistencia a tracción indirecta a un 34%, sin
embargo, esto no afectó a la resistencia a compresión y a corte del conjunto,
demostrándose así la idea a defender N° 2, de que se puede usar el suelo compactado
como relleno de las botellas PET.
3. El proceso de desarrollo de una dosificación óptima con el uso de materiales de buena
calidad para el mortero de pega, nos ayudó a conseguir mejores resultados en los
distintos ensayos de la mampostería, entre estos, se logró una mejora del 168% en la
resistencia a compresión de cubos del mortero de pega, respecto a la investigación
predecesora como se muestra en la Tabla 18, de esta manera se puede comprobar la
idea a defender N° 3, que una dosificación adecuada, puede mejorar
considerablemente las propiedades mecánicas de la mampostería.
4. El uso de un aditivo mejorador de adherencia, en este caso el SIKATOP 77 de SIKA,
mejoró considerablemente la manejabilidad de la mezcla, haciéndola más trabajable y
a la vez pegajosa, un comportamiento similar a una resina, a un ligante, lo que facilitó
y agilitó la realización del pegado de las botellas, pero afectó considerablemente el
desarrollo de resistencia a compresión hasta en un 50%, sin llegar a la resistencia
especificada a 28 días, siendo un resultado adverso y descartado.
5. Teniendo como referencia a los prismas de la segunda prueba que consta de los
elementos dispuestos en sentidos alternados y el mortero de pega sin aditivo, la misma
que fue la que mejores resultados obtuvo a compresión axial, se puede observar en la
Tabla 19 que la densidad aumenta un 108% respecto a la anterior investigación, esto
es debido a una dosificación más densa, limitando al máximo los espacios vacíos
131
entre partículas, también se mejoró abrumadoramente la resistencia media a
compresión en un 551% respecto a la anterior como se puede observar en la Tabla 19.
Además de mostrar un comportamiento adicional, ya que al fallar el mortero, el
conjunto sigue soportando carga por aplastamiento similar al comportamiento del
concreto con fibras, lo que le daría mayor ductilidad a la estructura. Con lo que se
demuestra que la dosificación del mortero de pega desarrollada en esta investigación,
es la ideal para darle mayor resistencia a la mampostería ante cargas verticales, así
como también la disposición de los elementos ayudan a distribuir equitativamente las
cargas sobre el área de contacto, puesto que en la primera prueba que constaba de los
elementos acomodados en una sola dirección, los prismas presentaban mayor
resistencia en la parte dónde estaba recargado el mortero, y se deformaba
inclinadamente aplastando el lado donde estaba la parte cilíndrica de las botellas. En
la tercera prueba realizada en base a la segunda, la única diferencia que esta incluía al
aditivo mejorador de adherencia, se obtuvo un resultado adverso, reduciendo la
resistencia a compresión del mortero de pega, por lo que se descartaría su uso.
6. En los muretes ensayados de la segunda prueba que consta de los elementos
dispuestos en sentidos alternados y el mortero de pega sin aditivo, la densidad
aumenta un 107% respecto a la anterior investigación como se puede ver en la Tabla
20, esto es debido a la dosificación del mortero de pega, los resultados obtenidos en el
ensayo de tracción diagonal superan por mucho a la investigación predecesora, siendo
un 2471% respecto al resultado anterior, como se puede observar en la Tabla 20, en el
parámetro de comparación de la resistencia promedio al corte. Con estos resultados se
comprueba que la dosificación del mortero logró mejorar la resistencia corte del
murete, teniéndose fallas explosivas y por adherencia.
7. La resistencia teórica a corte tuvo una mejora del 1054% respecto a la conseguida por
la anterior investigación como se puede verificar en la Tabla 21, esta resistencia
combina los resultados parciales de resistencia a compresión y corte, el referente para
esta comparación es la segunda prueba que consta de los elementos dispuestos en
sentidos alternados y el mortero de pega sin aditivo.
132
8. Al utilizar botellas con menor dimensión longitudinal y capacidad, para la elaboración
de ladrillo PET, se consiguió disminuir el espesor de la mampostería y por ende el
peso por metro cuadrado, obteniéndose el 69% de la investigación predecesora, como
se puede observar en la Tabla 22. Comprobándose así la idea a defender N°1,
planteada en un principio.
9. La carga vertical resistente para muros internos y externos mejora un 259% respecto a
la investigación predecesora, lo que se puede evidenciar en la Tabla 22, esto es debido
a que los factores de cálculo que integran la fórmula son los resultados prácticos
favorables de la resistencia obtenida a compresión, también se puede observar que
puede resistir con mucha holgura a la solicitación de la carga vertical actuante
idealizada, siendo la carga resistente 89 Ton y la actuante 6 Ton.
10. La carga horizontal resistente mejora un 740% respecto a la investigación
predecesora, lo que se puede evidenciar en la Tabla 22, esto es debido a que los
factores de cálculo que integran la fórmula son los resultados prácticos favorables de
la resistencia obtenida a corte, también se puede observar que puede resistir con
mucha holgura a la solicitación de la carga horizontal actuante idealizada generada
por fuerzas sísmicas, siendo la carga resistente 99 Ton y la actuante 9 Ton.
11. Dentro de la comparación del análisis económico expuesto en la Tabla 23 se
comprueba la idea a defender N° 4, pudiéndose concluir lo siguiente:
o El costo del ladrillo PET por unidad, aumenta a un 137%, respecto a la
investigación anterior, esto se debe al alza del precio de los materiales, mano
de obra y equipos en el tiempo.
o El costo del enlucido vertical liso por unidad de área, disminuye a un 70%,
respecto a la investigación anterior, esto se debe a la selección óptima de
materias primas, mano de obra y equipos.
o El costo de la mampostería PET en la primera prueba incluido enlucido por
unidad de área, aumenta a un 106%, respecto a la investigación anterior,
prácticamente se mantiene el costo, considerando el alza de los precios de los
componentes en el tiempo.
o El costo de la mampostería PET en la segunda prueba incluido enlucido por
unidad de área, disminuye a un 93%, respecto a la investigación anterior, por
lo tanto podemos decir que existe un ahorro considerable de costos.
o El costo de la mampostería PET en la tercera prueba incluido enlucido por
unidad de área, disminuye a un 80%, respecto a la investigación anterior,
133
siendo que en las dos investigaciones, esta prueba es la más costosa, se logra
el ahorro más significativo, pero por resultados adversos técnicamente, queda
descartada.
o Se puede apreciar que la variación entre los costos por unidad de área de las
distintas mamposterías tradicionales comparadas, son muy pequeñas, con la
tendencia a subir en la investigación actual, esto debido al alza de los precios
en el tiempo antes mencionada. A pesar de la optimización de los costos de la
mampostería PET, esta sigue estando por encima de los precios de la
mampostería tradicional.
o Al tratarse de ser una investigación con fines sociales, no se consideró los
costos de mano de obra y equipos en las dos investigaciones para hacer una
segunda comparación, con los siguiente resultados: el costo por unidad de
ladrillo PET es el mínimo, de un centavo en ambas investigaciones; el costo
del enlucido vertical es prácticamente el mismo, habiendo una reducción
respecto al costo real hasta de un tercio; el costo de la mampostería en la
primera prueba por unidad de área se redujo a un 67% respecto a la anterior
investigación; el costo de la mampostería en la segunda prueba por unidad de
área se redujo a un 61% respecto a la anterior investigación; el costo de la
mampostería en la tercera prueba por unidad de área se redujo a un 45%
respecto a la anterior investigación.
12. Finalmente, una vez expuestas las conclusiones generales, se alcanza el objetivo
principal de esta investigación, al tener todos los indicadores en los resultados, que
nos permiten comprobar que se optimizó la investigación predecesora, en los aspectos
sociales: el beneficio a gente de escasos recursos y la inclusión laboral; en los
aspectos ambientales: la reutilización y reubicación de desperdicios plásticos; en los
aspectos técnicos: la mejora de las propiedades físicas y mecánicas de la mampostería
y en los aspectos económicos: la reducción de los costos de la mampostería. La
segunda prueba realizada en esta investigación es el referente con los mejores
resultados y es punto de partida para una futura investigación.
134
5.2.RECOMENDACIONES
1. El suelo a utilizarse debe ser sometido a ensayos de laboratorio para obtener sus
propiedades mecánicas, además es recomendable extraerlo de una profundidad tal que
atraviese la capa vegetal o suelo orgánico. Para obtener la compactación ideal del
suelo de relleno, se recomienda determinar su humedad natural y corregirlo mediante
secado, homogenización o humectación, hasta llegar a un valor cercano a la humedad
óptima de densidad máxima.
2. Se recomienda utilizar desmoldante y tornillos para los encofrados de los prismas y
muretes, para facilitar su desencofrado.
3. Se recomienda estandarizar un proceso de llenado y compactación del material dentro
de las botellas PET, para realizar un procedimiento más rápido y óptimo.
4. Para una siguiente etapa de investigación se recomienda la integración de mayor
variedad de botellas de distintas formas, con una longitud similar. No es
recomendable usar botellas rotas para hacer ladrillos PET, ya que se perdería el
confinamiento necesario para que la compactación del relleno sea la adecuada.
5. Para evitar las fallas por adherencia en los ensayos a compresión y tensión diagonal,
se recomienda debilitar el plástico PET o a su vez utilizar un plástico de lámina más
delgada, de manera que al recibir carga pueda fallar en conjunto con el mortero de
pega.
6. Se recomienda para una investigación posterior mejorar la resistencia a corte, para
esto se debe implementar elementos arriostrantes en forma de cruces, fabricados con
tiras de plástico reciclado unidas a las botellas con tornillos pequeños o clavos
reciclados, de tal manera que se pueda incorporar las botellas PET que están rotas y
tiene dimensiones muy grandes, maximizando así la labor de reciclaje.
135
6. REFERENCIAS
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construccion-sostenible
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http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/05/pet.html
137
7. ANEXOS
Anexo 1: Elaboración del ladrillo PET
138
Anexo 2: Armado de encofrados
139
Anexo 3: Elaboración del mortero de pega
140
Anexo 5: Construcción de prismas y muretes
141
142
Anexo 6: Datos entregados por el laboratorio de ensayo de materiales y modelos de la
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
143
144
Anexo 7: Propiedades del suelo de relleno
145