Obtención de Agregado grueso y fino a partir de escombros.

Transcripción

1 Obtención de Agregado grueso y fino a partir de escombros. Universidad de San Buenaventura Cali. Facultad de Ingeniería Programa de Materiales Alumna: Alejandra Vargas

2 Contenido: Introducción Objetivos Problemática Marco Teórico Metodología experimental Análisis de resultados Conclusión Agradecimientos

3 Introducción: La recuperación de escombros es una alternativa de valorización y reutilización de subproductos o desechos, la cual permite mitigar el impacto ambiental generado por el almacenamiento indebido de escombros.(1) La ciudad de Cali aporta a la producción nacional de 2,5 millones de toneladas de escombros, de las cuales fueron producto de construcciones propias del gobierno de Santiago de Cali.

4 Introducción: La ciudad de Cali aporta a la producción nacional de 2,5 millones de toneladas de escombros, de las cuales fueron producto de construcciones propias del gobierno de Santiago de Cali.

5 Objetivos: Objetivo general: Establecer el comportamiento físico y mecánico de los escombros de la ciudad de Santiago de Cali como agregado grueso y fino en el concreto. Objetivos específicos: Desarrollar un muestreo para identificar la variabilidad del residuo. Realizar pruebas de caracterización de la materia prima para elaborar concreto según las normas NTC-176 densidad de los agregados; NTC-77 análisis granulométrico; especificaciones de calidad de los agregados NTC-174. Evaluar las propiedades físicas (Absorción, porosidad y densidad) y mecánicas (resistencia a la compresión) del concreto con agregado grueso y fino a partir de escombro.

6 Problemática: En Colombia existe un flagelo ambiental generado por la proliferación de escombreras dentro de las grandes metrópolis, la ciudad de Cali como ciudad principal en Colombia tiene esta adversidad. La producción de escombros a nivel nacional representa el 2% de la producción de residuos sólidos, lo que equivale a 600 toneladas/día, que se acumulan en botaderos a cielo abierto (rellenos sanitarios).(3)

7 Marco teórico: Los procesos de crecimiento poblacional aumentan la demanda de vivienda en el suelo urbano, en la ciudad de Cali en el año 2012 la oferta de vivienda era de unidades (4) lo que se traduce en procesos de construcción masiva de vivienda en las áreas de expansión urbana con la generación de grandes cantidades de escombros. Debido al crecimiento poblacional de la ciudad de Santiago de Cali, se incrementó la consolidación de escombreras ilegales que se encuentran ubicados en los sectores menos favorecidos.

8 Marco teórico: Según las normas Europeas establecidas por el Comité Europeo de Normalización (CEN), debido a la heterogeneidad de los agregados reciclados se puede clasificar de la siguiente manera: Composición: Los agregados son clasificados por su origen pétreo y debe contener material reciclable (material cerámico, concreto y asfalto). (5) Granulometría: Los agregados se pueden clasificar por los tamaños máximos y mínimos, representando el tamaño y la gradación del agregado reciclado. (5) Limpieza: El material reciclado debe estar libre de material no pétreo que dificulte su uso como agregado. (5) Uso y calidad: Según su aplicabilidad y las propiedades mecánicas, según la idoneidad del uso.(5)

9 Marco teórico: Propiedades físicas: Los agregados recuperados son variables importantes que influyen en la calidad del material, los áridos recuperados se caracterizan por tener una absorción elevada más alta que los áridos tradicionales, esta propiedad se debe a la pasta de cemento adherida a los agregados.(5) Método grafico de Fuller y Thompson: Es un proceso grafico que permite establecer las proporciones óptimas entre los agregados gruesos y finos, obteniendo relaciones arena-grava para obtener la máxima densidad del concreto. (6)

10 Metodológica: Muestreo aleatorio simple Separación Trituración Clasificación

11 Metodológica: Caracterización Granulometría NTC-77 y NTC-174 Densidad NTC-176 Resistencia a la compresión NTC-673

12 Análisis de resultados: El proceso de separación permite establecer la clasificación en función del tamaño, naturaleza y origen del agregado recuperado, tal condición permite aumentar la calidad del agregado. Se identificó que 87,3% de la cantidad de residuos tiene posibilidad de ser reutilización y el 12,7% de los escombro se encuentra compuesto por material indeseado para el proceso de valoración de escombros.

13 Análisis de resultados: Separación Material Peso promedio (gr) Porcentaje (%) Productos de cemento 2441,17 61,9 Ladrillo 861,40 22 Bloques de cemento 406,80 10,3 Piedra 70,80 1,8 Baldosa 64,30 1,6 Caliza 39,35 1,0 Material metálico 24,29 0,6 Material orgánico 21,42 0,5 Vidrio 11,56 0,3 Total 3941, Tabla: Separación de escombros.

14 Análisis de resultados: El análisis granulométrico de los agregados recuperados se presenta en tamaños máximos superiores a las 5 pulgadas o mínimas de 150 µm, tal comportamiento no permite predecir tamaños exactos, pero se establece que tiene variabilidad de tamaños, lo cual es un factor beneficioso para la producción de concreto.

15 Análisis de resultados: Los agregados recuperados se encuentran en su mayoría constituidos por materiales cerámicos, los cuales tienen como característica su alta porosidad. La absorción y densidad son inversamente proporcionales, lo cual establece que al disminuir la cantidad de material tradicional aumenta la absorción de agua, esta característica se debe a la alta porosidad del agregado recuperado.

16 Análisis de resultados: Mezcla Peso Saturado gr Peso Seco gr % Absorción de agua Densidad kg/m ,7 2483,3 10,2 1, ,3 3036,7 7,2 1, ,3 3356,7 3,0 2, ,0 3743,3 1,9 2, ,3 3790,0 1,2 2, ,0 3830,0 1,8 2,44 Tabla: Densidad del concreto alternativo.

17 Esfuerzo (MPa) Análisis de resultados: Las mezclas No2 y No3, a 28 días de curado tuvieron resistencias de 22,8 MPa y 24,7 MPa respectivamente, el uso de escombros no altera las propiedades mecánicas del concreto. 0,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 Resistencia a la compresion Resistencia 7 dias 6,4 16,5 20,0 10,1 8,2 7,69 Resistencia 14 dias 7,9 17,6 22,4 19,5 16,6 18,3 Resistencia 28 dias 8,3 22,8 24,7 19,9 20,2 20,0 Grafica: Resistencia a la compresión.

18 Conclusiones: Se comprobó por medio de las pruebas de caracterización, según la normas NTC-176; NTC-174 los subproductos tienen un comportamiento adecuado como agregados para el concreto. Se determinó que el tamaño de la muestra de la población en estudio fue de 8 extracciones de subproductos en la escombrera ubicada en el municipio de candelaria, y así mismo se asumió un 95% de confiabilidad y un error de muestreo de 0.5. Se comprobó que el 83,9% los escombros estudiados se aprovecharon como agregados, los cuales están constituidos en un promedio del 22% de ladrillo cerámico, 61,9% productos de cemento y finalmente un 16,1% de diferentes materiales.

19 Conclusiones: Las mezclas de concreto Portland constituida con agregados recuperados (escombros de la ciudad de Santiago de Cali), se determinaron las propiedades físicas y mecánicas; obteniendo características similares a concretos con agregados comerciales, destacándose la mezcla 3 con una resistencia a la compresión de 24,7 MPa, absorción de 3 % y densidad de 2,14 g cm 3. Se estableció que al superar el 70% de agregados recuperado en el concreto Portland afecta negativamente las propiedades mecánicas en un 45% y las físicas en un 15%.

20 Bibliografía 1.El proceso de urbanización en el mundo. El estado urbano. Tipos de urbanismo. Repercusiones ambientales y económicas. Anzano, J Cortes, Nataly Lorena Guarin. Estudio comparativo en la gestion de residuos de construccion y demolicion, en Brasil y Colombia. Bogota : s.n. 3. Contreras, Camilo. Manejo integral de aspectos ambientales-residuos sólidos, 4. CAMACOL. Estudio de oferta y demanda de vivienda en Santiago de Cali y su area de influencia Candelaria, Jamundi, Palmira y Yumbo Normativa Española. Guía española de áridos reciclados procedentes de residuos de construcción y demolición Guzman, Diego Sanchez de. tecnologia del concreto y del mortero. Bogota : BHANDAR EDITORES LTDA, 2001.