PROPORCIONALIDAD DE AGREGADOS EN LA FABRICACIÓN DE UN LADRILLO DE CONCRETO. Proportionality of Aggregates in the Manufacture of a Concrete Brick

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1 PROPORCIONALIDAD DE AGREGADOS EN LA FABRICACIÓN DE UN LADRILLO DE CONCRETO Proportionality of Aggregates in the Manufacture of a Concrete Brick Claudia Llacza-Cruzado 1, Johan Pérez-Gordillo 1, Jorge Chuquilín-García 1, Alonso Cubas- Guzmán 1, Alejandra Chavez-Caba 1, Sussy Merino-Flores 1 1 Universidad Privada del Norte Recibido may. 2014; aceptado jul. 2014; versión final nov Autor de correspondencia: Claudia Llacza, claudiallac@hotmail.com. Resumen Se elaboraron ladrillos de concreto bajo las indicaciones normativas vigentes para analizar su absorción y resistencia a la compresión luego de añadirse distintos componentes al proceso de elaboración. Se elaboraron ladrillos con diversas cantidades de cemento, confitillo, arena y agua. Se encontró que el aumento en la cantidad de confitillo reduce el porcentaje de absorción del concreto. Finalmente, se propone una combinación ideal para la elaboración de los ladrillos basada en los resultados. Palabra Clave: Ladrillo de concreto, aditivos, construcción. Abstract Concrete bricks were developed under existing policy guidance to analyze the absorption and compressive resistance after addition of various components to the process. Bricks were prepared with various amounts of cement, confitillo, sand and water. It was found that increasing the amount of confitillo reduces the specific absorption rate. Finally, ideal for making bricks results-based combination was proposed. Keywords: Brick concrete, additives, construction. 32

2 I. INTRODUCCIÓN En el Perú, el ladrillo de concreto se presenta como un material muy utilizado para la construcción y autoconstrucción debido principalmente a su bajo costo; sin embargo, también existen aspectos desfavorables, como la limitada disponibilidad de materiales y la mala dosificación de los mismos para la fabricación de ladrillos de buena calidad. Hoy en día, la construcción amigable con el medio ambiente se está convirtiendo en un tema crucial en la industria de la construcción. El curso hacia hormigón sostenible implica minimizar principalmente el impacto ambiental de la producción de hormigón mediante la sustitución de materiales minerales vírgenes por materiales reciclados, así como la reducción de las emisiones globales de CO (Limbachiya et al., 2011). El comportamiento frágil de concreto de alta resistencia puede ser superada mediante la adición de diversos aditivos. Las fibras de acero, por ejemplo, refuerzan y compensan la fragilidad de hormigón cosiendo las microfisuras y las macrofisuras (Fernández, 1982). Entre otros propósitos, la adición de fibras a una matriz de hormigón aumenta la capacidad de resistencia o de absorción de energía del hormigón endurecido, para que sea más adecuado su uso en estructuras sometidas a impactos y cargas sísmicas (Boulekbach et al., 2010). Ladrillos de concreto Los ladrillos de concreto son elementos modulares, premoldeados, diseñados para ser utilizados en los sistemas de albañilería confinada o armada. Para su fabricación se requiere de materiales como el confitillo, arena, cemento y agua. La ventaja con este tipo de unidad de albañilería es que por su tamaño proporciona una economía en el tiempo de ejecución, en la utilización de mano de obra, en la cantidad de mortero necesaria y además reduce el número de juntas, lo que conduce a un abaratamiento del costo de producción. Propiedades importantes en un ladrillo de concreto El ladrillo de concreto tiene en la resistencia a la compresión una propiedad mecánica muy importante porque se relaciona directamente con la resistencia del muro que conforma. Las propiedades físicas tales como la geometría y la absorción, también influyen en la resistencia del elemento estructural (Mas y Kirschbaum, 2010). 33

3 Es por ello la importancia de evaluar estas propiedades al momento de variar las cantidades de agregado en la fabricación de un ladrillo. Este trabajo analiza la influencia de la variación de agregados en la elaboración de ladrillos de concreto a fin de precisar la dosificación óptima para su fabricación y dentro de las especificaciones de las Normas Peruanas NTP y NTP II. MATERIALES Y MÉTODO Se plantearon 5 dosificaciones para la elaboración de los ladrillos: 1:5:2, 1:4:2, 1:3:2, 1:3:3 y 1:2:4. El primer valor representa las bolsas de cemento, el segundo las latas de confitillo y el último valor las latas de arena usadas. Las principales variables evaluadas fueron la absorción y la resistencia a la compresión, para determinar que tanto afecta la variación del confitillo y la arena en las propiedades del ladrillo. Para la fabricación del concreto empleado se utilizó cemento Portland Tipo MS Pacasmayo, y agregados de la cantera Chicama. Para el diseño de la mezcla se utilizaron las dosificaciones planteadas. En cuanto a la dosificación del agua, se parte de una relación en volumen 1:1 hasta obtener una mezcla semi-húmeda, siendo ésta la misma para las 5 dosificaciones, ya que en la elaboración de ladrillos de concreto no existe relación agua/cemento. Luego se sometió los ladrillos a 7 días de curado, para evaluarlos física y mecánicamente. Caracterización de los agregados: Se realizaron ensayos de laboratorio a los agregados, con el objetivo de determinar y cuantificar los parámetros más importantes de éstos (ver tabla 1). Tabla 1: Ensayos para caracterizar los agregados Ensayo Norma ATM Agreg. Confitillo Fino Humedad (%) C Absorción (%) C Peso Específico (gr/cm 3 ) C Peso Saturado Compactado (gr/cm 3 ) C Peso Seco Suelto (gr/cm 3 ) C Tamaño Máximo (pulg.) C 33 - ½ Tamaño Máximo Nominal (pulg.) C 33-3/8 Módulo de Finura C

4 Dosificaciones de mezcla: La cantidad de materiales utilizados, se determinaron de acuerdo a las dosificaciones planteadas y al número de ladrillos. Éstos se dosificaron de acuerdo a lo explicado en la metodología, y el agua se dosificó en litros (ver Tabla 2). Tabla 2: Dosificaciones de los materiales Dosificación Cemento Confitillo Arena Agua 1:5:2 ¼ ½ 1 4 1:4:2 ¼ 1 ½ 4 1:3:2 ¼ ¾ ¾ 4 1:3:3 ¼ ½ ¾ 4 1:2:4 ¼ ¾ ½ 4 III. RESULTADOS 3.1. Absorción La absorción mínima fue de 1.7 % con una dosificación de 1:5:2 y la máxima fue de 2.95 % con una dosificación de 1:3:2 (ver Figura 1). Figura 1: Porcentaje de absorción promedio de cada ladrillo sobre sus dosificaciones 3.2. Resistencia a la compresión: Esta propiedad aumenta a medida que aumenta la dosificación de confitillo. El ladrillo presenta una resistencia máxima de Kg/cm 2 y mínima de Kg/cm 2 (Figura 2). 35

5 Figura 2: Resistencia en las diferentes dosificaciones A los 28 días de secado, la resistencia a la compresión de los ladrillos de concreto alcanzaron un 100% de resistencia (ver Figura 3). Figura 3: Resistencia a los 7,14 y 28 días IV. DISCUSIÓN Se puede deducir que a medida que la cantidad de confitillo aumenta, el porcentaje de absorción se reduce. La dosificación que presenta menor porcentaje de absorción es la de 1:5:2 con 1.7%. Esto se produce porque el agregado grueso (confitillo) tiene una menor capacidad de retención de agua si se lo compara con el agregado fino (arena) esto favorece a la absorción e impide la penetración de líquidos. Luego de siete días de secado (tiempo mínimo antes de la comercialización los ladrillos) la dosificación que presenta una mayor resistencia es 1:5:2, presentando 36

6 34.58 Kg/cm 2. Esto es debido a que al haber una mayor cantidad de confitillo en la mezcla, se reduce la absorción; por lo tanto, el agua atrapada, al evaporarse, hace que el ladrillo presente menos porosidad, por consiguiente su resistencia, luego del secado, aumenta. V. CONCLUSIONES El porcentaje de absorción se reduce conforme aumenta la cantidad de confitillo, por ello se propone la dosificación 1:5:2 como la óptima, esto de acuerdo al comportamiento del ladrillo al ser evaluado en los ensayos realizados. BIBLIOGRAFÍA Boulekbach, B.; Hamrat, M.; Chemrouk, M. y Amziane; S. (2010). Flowability of fibrereinforced concrete and its effect on the mechanical properties of the material. Construction and Building Materials, 24(9), Fernández, M. (1982). Hormigones reforzados con fibras de acero. Informes de la Construcción, 34(342), Limbachiya, M.; Mohammed M. y Ouchagour, Y. (2011). Use of recycled concrete aggregate in fly-ash concrete. Construction and Building Materials, 27(1), Mas, J. y Kirschbaum, C. (2010). Ensayos de resistencia a la compresión de bloques de suelo cemento. Informes de la Construcción, 64(524), Norma Técnica Peruana - NTP y NTP Elementos de concreto. Ladrillos y bloques usados en albañilería. 37