Ensayo de materiales para fabricar piezas pesadas de mampostería

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1 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, Octubre r. Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Memorias Ensayo de materiales para fabricar piezas pesadas de mampostería Alejandro Pérez Bolivar (Becario) alejadrobolivar121@hotmail.com Unidad Académica Preparatoria No. 23, Universidad Autónoma de Guerrero. M.C. Alfredo Cuevas Sandoval (Asesor) acuevas36@hotmail.com Unidad Académica de Ingeniería Universidad Autónoma de Guerrero. Introducción Por miles de años, la mampostería se ha empleado en construcciones que protegen a los pueblos y a sus bienes. La construcción de edificios de mampostería se hizo mediante el método de prueba y error, es decir, en donde la experiencia de éxitos y fracasos, sirvió para establecer las reglas y costumbres en la edificación. Más recientemente se adoptó el esquema de diseño elástico, en el que se limitan los esfuerzos de trabajo a valores menores que ciertos valores admisibles. Sólo hasta hace algunas décadas que comenzó a usarse el diseño por resistencia última en la mampostería permaneciendo hasta nuestros días como uno de los sistemas constructivos más usados en países con antigua historia, o con desarrollo tecnológico moderado o bajo. (Alcocer, 2001) Se mantiene en uso generalizado en el mundo de la actualidad integrado por piezas de origen pétreo, naturales o artificiales, unidas entre sí por un mortero aglutinante. Etimológicamente mampostería se deriva del latín manus y positura, que significa piedra que se asienta o coloca con la mano. Es una obra hecha con mampuestos colocados sin ordenación de hiladas o tamaños. (Treviño, 2014) Para la construcción de piezas o materiales que se utilizan en la mampostería, estas deben de cumplir con especificaciones citadas en las normas de construcción, en este caso abordaremos los prefabricados de concreto, que son elementos de forma paralelepípeda ortogonal, sólidos o

2 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017 huecos fabricados de mortero de cemento Pórtland con distintos tipos de agregados, estos se utilizan en la construcción de muros interiores y exteriores, de carga o de relleno. Los prefabricados de concreto están subdivididos en sólidos y huecos con grados de calidad A-B-C para los sólidos y A-B para los huecos. Las características físicas de los prefabricados de concreto dependen del grado de calidad, entonces cumplirán con la resistencia a la compresión simple y absorción de agua como resultado de su optimización. Al paso del tiempo, se ha buscado la manera más eficaz para llevar a cabo la fabricación de bloques, tanto pesados como ligeros con agregados pétreos y diferentes proporciones de materiales dando como resultado alternativas de solución para mejorar el aprovechamiento de recursos, como objetivo de este artículo, analizaremos el polvo de trituración, mejor conocido como cenicilla. La cenicilla, es un residuo obtenido como resultado de la trituración de las piedras (gravas) y es conveniente tratarlo por la importancia que tiene como fino en las mezclas de hormigón. El polvo de piedra (cenicilla) se caracteriza, como su nombre lo indica, por ser un polvo mineral desprendido de los áridos y que no contiene sustancias orgánicas, ni partículas de arcilla, por lo que al someterlo a ensayo no resulta plástico. Su principal uso es como fino en los hormigones asfálticos, lo que a su vez se emplea en la pavimentación de los distintos tipos de viales que tienen gran importancia en el desarrollo económico y social del país. Objetivos Generales Comprobar que tan optimo es la implementación de la cenicilla como agregado fino dentro de mezclas de prefabricados de mampostería bajo las normas mexicanas. Evidenciar las propiedades físicas y mecánicas de la cenicilla como agregado fino para su utilización e implementación en piezas de mampostería. Específicos Determinar la importancia de implementar nuevas técnicas de construcción para poder innovar, y poder aprovechar de buena manera los recursos naturales. Establecer como guía de apoyo y de consulta una vez que se concluya para futuras generaciones que quieran conocer la metodología de las pruebas que se aplican a los agregados.

3 Metodología Memorias del 4 Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Para lograr esta investigación, principalmente visitamos la planta de prefabricados con origen en la ciudad de Chilpancingo de los Bravos, para conocer las instalaciones y el proceso que se realiza dentro de ella, posteriormente se realizó un muestreo de campo en el banco de materiales tomando una proporción aproximada de 17 kilogramos de agregado fino, en este caso empleando como nuestro agregado fino a la cenicilla para después proceder al transporte del material hacía el laboratorio de materiales de la facultad de ingeniería donde se llevaron a cabo los métodos de prueba de control de calidad en agregados pétreos, siendo los siguientes: Contenido de humedad. Material que pasa la malla #200. Separación de material en Determinación de impurezas. greña. Peso volumétrico suelto seco Absorción del agregado fino. (PVSS). Peso volumétrico varillado seco (PVVS). Densidad del agregado fino. Granulometría. NOTA: Para la realización de cada una de las pruebas, se debe de verificar antes si el material a utilizar cuenta con las condiciones óptimas para su empleo, así como también llevar a cabo el método de cuarteo para obtener las muestras de ensaye para cada una de las pruebas de calidad. Resultados 1) Contenido de humedad total de los agregados por secado. Esta prueba determina por secado, el porcentaje de humedad evaporable de una muestra del agregado. Es suficientemente exacto para propósitos usuales como el ajuste de los pesos en la dosificación de los agregados para mezclas de concreto.

4 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017 Tabla No. 1. Resultado de porcentaje total de humedad. AGREGADO % HUMEDAD TOTAL CENICILLA ) Separación de agregados de un material en greña. Dentro del ensaye de agregados pétreos esta es una de las pruebas básicas donde se determina en forma cuantitativa los porcentajes de cada uno de los materiales (arena, grava y desperdicio). Permite estimar la calidad potencial del banco y la conveniencia de explotar y usar estos materiales. Tabla No. 2. Porcentaje de material en greña. AGREGADOS % DE MATERIAL ARENA GRAVA ) Peso volumétrico. PVSS: Nos ayuda a determinar el peso del material (seco) por unidad de volumen, considerando los vacíos (huecos) que quedan entre las partículas al ser acomodadas por un proceso natural (caída libre) y se expresa en el sistema métrico decimal (kilogramos/metro/cúbico). PVVS: Este valor determina el peso del material compactado por unidad de volumen, considerando los vacíos entre las partículas cuando éstas han adquirido un acomodamiento por un proceso mecánico de compactación.

5 Memorias del 4 Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Tabla No. 3. PVSS Y PVVS. AGREGADO PVSS (Kg/m³) PVVS (Kg/m³) CENICILLA ) Granulometría. Determina en forma aproximada la graduación y calidad del material. Una muestra de agregados seco se hace pasar a través de una serie de mallas para determinar la distribución de partículas por tamaños. Tabla No. 4. Resultado de cribado en mallas. MALLA MATERIAL RETENIDO % MATERIAL %RETENIDO ACUMULADO %QUE PASA (gr) RETENIDO CHAROLA TOTAL

6 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017 % Ret. Acum Gráfica No. 1. Porcentaje retenido acumulado. 5) Material que pasa la malla #200. Ayuda a que las partículas de arcilla y de las otras clases de agregados que se dispersan por el agua de lavado, así como materiales solubles en agua se separen de los agregados durante el ensaye. Tabla No. 5. Porcentaje de material cribado. AGREGADO %MATERIAL QUE PASA LA MALLA #200 CENICILLA ) Determinación de impurezas orgánicas en el agregado fino. Nos determina en forma aproximada, la presencia de compuestos orgánicos perjudiciales en agregados finos que se usan para la fabricación de morteros o concretos de cemento hidráulico.

7 Memorias del 4 Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT Informe de prueba: NEGATIVO. 7) Absorción del agregado fino. El objetivo de esta prueba es determinar la cantidad de agua que pueden absorber el agregado fino, y que nos servirá para hacer ajustes al momento de calcular el proporcionamiento de mezclas de concreto hidráulico. Tabla No. 6. Porcentaje de absorción del agregado fino. AGREGADO % ABSORCIÓN FINO 1.96 NOTA: La prueba de absorción del agregado grueso no se realizó debido a que el T.M.A de la cenicilla, no quedaba retenido en la malla #4. 8) Densidad del agregado fino. Como resultado de esta prueba se obtiene el valor cuantitativo de la densidad aparente sobre la base del peso del agregado saturado y superficialmente seco, que nos da una idea del peso volumétrico concreto, así como su empleo para calcular el volumen ocupado por el agregado en el concreto.

8 Tlamati Sabiduría Volumen 8 Número Especial 2, 2017 Tabla No. 7. Densidad del agregado fino. AGREGADO DENSIDAD (gr/cm³) FINO 2.56 NOTA: La prueba de densidad del agregado grueso no se realizó debido a que el T.M.A de la cenicilla, no quedaba retenido en la malla #4. Conclusiones La realización de pruebas de calidad en los agregados pétreos desempeña un papel importante a la hora de realizar piezas de mampostería, debido a que las características de estas se verán relacionadas con los resultados obtenidos en las pruebas de laboratorio. Optimizar los materiales para construcción, beneficia la resistencia y durabilidad del concreto, alcanzando un mayor desempeño y eficacia. En este caso, la cenicilla a la cual realizamos pruebas, demostró ser un agregado apto para la construcción mampostería cumpliendo con las normas técnicas complementarias, también siendo mejor que utilizar arena como agregado fino ya que arroja mejores resultados en distintos aspectos, uno de ellos es el aprovechamiento de recursos naturales, como bien sabemos, la cenicilla es el resultado de la trituración de piedras, a la cual no le damos un uso más productivo, otro de los aspectos a favor, sería el ahorro económico de transportes que podemos encontrar este material más cerca a comparación de arena, dando como consecuencia, un menor consumo de combustibles que afectan nuestra atmósfera. También como se demostró en una de las pruebas, este agregado absorbe menor cantidad de agua, que resulta ser mejor para el ahorro de este recurso, en lo que este también contiene en menos cantidad impurezas por parte del intemperismo. También como consecuencia de la implementación de cenicilla como agregado fino, reduciría la cantidad utilizada para ciertas construcciones, significando un ahorro a la hora de realizar una edificación.

9 Memorias del 4 Encuentro de Jóvenes en la Investigación de Bachillerato-CONACYT La mampostería es una herramienta de la cual nos servimos todos, se encuentra en nuestras calles, en nuestras escuelas, hasta en nuestros hogares y sería provechoso desarrollarla más, ya que nos servimos de los mismos recursos, que se pierden con el tiempo por falta de innovación. La utilización de este agregado (cenicilla) es una alternativa para disminuir daños que surgirán en un futuro por el mal aprovechamiento de los recursos naturales, que nos beneficiaría a todos, llevar a cabo innovaciones en este método de construcción respondería un poco el gran daño que se hace a la naturaleza, logrando ser un bien común. Referencias bibliográficas Sergio M. Alcocer. Cd. De México Comportamiento sísmico de estructuras de mampostería: una revisión. 164:165. Federico P. H. Quetzaltenango, Mayo de Normas, requisitos y procedimientos básicos para el diseño estructural de viviendas de mampostería reforzada. 1:2. Dr. Ernesto. T. T. Monterrey, Nuevo León, Diciembre de Panorama de la mampostería estructural en México. 7:13. Flores L. E Estudio analítico de estructuras de mampostería confinada, Tesis de licenciatura, Facultad de Ingeniería, UNAM. 166:167.