Elaboración y análi=
sis
de resistencia mecánica de bloque de cemento-poliuretano-polvo de
caucho.
Development and analysis of mechanical resistance of cement
block-polyurethane-rubber powder.
=
=
Eugenia Mercedes Naranjo Vargas. [1], Javier Ren=
ato
Moyano Arévalo. [2],
Cristian Geovanny Damián Yambay. =
[3] & Jessi=
ca
Pamela Malán Ortiz. [4]
Recibido: 16-11-2019 / Revisado: 28-11-2019
/Aceptado: 26-12-2019/ Publicado: 04-01-2020
Abstract. &=
nbsp; &nbs=
p; =
DOI: https://doi.org/10.33262/cienciadigital.v=
4i1.1099
The research was carried out under
the need and alternative to innovate the construction industry, friendly to=
the
environment, through an investigative process it was determined that the
required rubber will be recycled consciously and processed correctly so tha=
t it
can be reused in construction processes With all this background, 52.56%
strength blocks have been manufactured, the main component being front ceme=
nt,
rubber powder, polyurethane (component A and B) of light gray texture, with=
a
fine surface texture. For forming a mold was made under standard; In additi=
on,
after molding, the molding process was carried out quickly, since the drying
process is quick due to the polyurethane property, with an estimated time o=
f 30
minutes. The research and experimental work, contains a wide range of
literature review that has allowed the development of the blocks. The
analytical process carried out in the materials resistance laboratory of the
Faculty of Mechanics of the Polytechnic Higher School of Chimborazo focused=
on
the demonstration of the physical properties provided by the polyurethane-b=
ased
block and rubber powder. Based on an investigative and analytical process, =
type
B masonry blocks have been manufactured according to the technical paramete=
rs
of the Ecuadorian Institute for Standardization, whose focus is to break the
paradigms in the field of construction. The analysis of the advantages of t=
he
transformation of rubber dust in the construction of building blocks was ma=
de,
thus being able to verify its feasibility in construction, with 3 types of
mixing with 25% cement, 25% polyurethane and 50% rubber dust.
=
Keywords: Innovate, Alternatives, Polluti=
on,
Ecosystem, Resistance, Economy, Construction, Polyurethane, Rubber.<=
span
lang=3DEN-US style=3D'font-size:12.0pt;line-height:115%;font-family:"Times =
New Roman",serif;
mso-ansi-language:EN-US;mso-no-proof:yes'>
Resumen.
La investigación =
se
realizó bajo la necesidad y alternativa de innovar la industria de la
construcción, amigables con el medio ambiente, mediante un proceso
investigativo se determinó que el caucho debía ser reciclado =
de
manera consciente y procesado correctamente para que pueda ser reutilizado =
en
procesos de construcción, con todos estos antecedentes se ha
fabricado bloques de resistencia de 52,56%, siendo su principal
componente cemento porlant, polvo de caucho, poliuretano (componente A y B)=
de
contextura gris claro, con una textura de superficie fina. Para el conforma=
do
se realizó un molde bajo norma; además luego de la elaboraci&=
oacute;n
se realizó de manera rápida el proceso de moldeo, ya que por
propiedad del poliuretano es rápido su proceso de secado, con un tie=
mpo
estimado de 30 minutos. El
trabajo investigativo y experimental, contiene una amplia gama de
revisión bibliográfica que ha permitido la elaboración=
de
los bloques. El proceso analítico realizado en el laboratorio de
resistencia de materiales de la Facultad de Mecánica de la Escuela
Superior Politécnica de Chimborazo se enfocó en la
demostración de las propiedades físicas que nos proporciona e=
l bloque
a base de poliuretano y polvo de caucho. Basándonos en un proceso
investigativo y analítico se ha fabricado bloques de mamposter&iacut=
e;a
tipo B según los parámetros técnicos referentes del
Instituto Ecuatoriano de Normalización, cuyo enfoque es romper los
paradigmas en el campo de la construcción. Se hizo el análisi=
s de
las ventajas de la incorporación de polvo de caucho en la
elaboración de bloques para construcción, de ese modo poder
verificar su factibilidad en la construcción, con 3 tipos de mezclad=
o con
un 25% de cemento, 25% de poliuretano y 50 % de polvo de caucho.
Palabras claves: Innovar, Alternativas, Contaminación, Ecosistema,
Resistencia, Economía, Construcción, Poliuretano, Caucho.
Introducción.
=
Actualmente
el tema que agobia de manera abrupta a la población mundial es la
contaminación ambiental, provocada por diferentes factores, entre el=
los
se resalta los desechos de caucho provenientes de los neumáticos que=
han
cumplido su vida útil, son desechados y la gran mayoría termi=
nan
en espacios que afectan directamente al medio ambiente, por lo tanto se
llegó a la conclusión que este material compuesto debe ser
reciclado correctamente y procesado de manera analítica para aprovec=
har
sus propiedades. Existen aplicaci=
ones
para dar un segundo punto de vida a este tipo de basura no orgánica
además con la generación de trabajo, centros de acopio que
permiten de alguna manera a los recolectores de chatarra o basura puedan lu=
crar
de este tipo de desperdicio. (Castro, 2007). La contaminación
ambiental muestra su ataque ante tanta contaminación con desastres
naturales, contaminación de suelos y ríos. Consecuentemente el
mundo académico tiene la obligación de encontrar alternativas=
. En
países desarrollados estas líneas de investigación han
generado resultados favorables, promoviendo el desarrollo del mundo de la
construcción, pero lamentablemente en nuestro país no se ha
brindado la importancia necesaria a los temas ecológicos que impulsa=
n la
generación de nuevas vías de construcción amigables co=
n el
medio ambiente y que lógicamente posean un respaldo analítico=
y
científico. Las principales tendencias en la utilización del
caucho reciclado, incluyendo aplicaciones actualmente comercializadas, como=
de
líneas de investigación en el sector de la construcció=
n,
capa asfáltica, materiales aislantes como la chova. Además,
siempre la humanidad sigue buscando nuevas alternativas de uso que permitan
reducir la contaminación en el entorno (Inspiraction, 2014).
El caucho presenta una elasticida=
d y
resistencia química los cuales sirven para llantas, calzado,
tuberías, correas de transmisión, revestimiento de canchas si=
ntéticas,
colchonetas para juegos infantiles, su consumo mundial en el 2014 fue de 28=
,9
millones de toneladas. Se estima que en 2015 la demanda mundial de caucho
aumentó un 0,7 % respecto a 2014 y que entre 2016 y 2024 el
consumo aumentará un 3,1 % anualmente en promedio, lo que conf=
irma
la tendencia creciente del mercado observada en las últimas
décadas (Peláez Arroyave, Velásquez Restrepo, &am=
p; Giraldo
Vásquez, 2017).Considerando que entre 65 y 70% del caucho producido =
en
el mundo es utilizado para la fabricación de llantas, el total de ca=
ucho
en una llanta corresponde más o menos el 41 y 55% de su
peso (Giraldo, 2017). Sin embargo, este principio sólo es viabl=
e si
se realiza una separación y recogida selectiva.
Para reciclar el caucho de los
neumáticos para el proceso de reutilización, éstos tie=
nen
que estar separados. Técnicamente es imposible reciclar residuos
mezclados, pues tienen propiedades físicas y químicas diferen=
tes,
e incluso puede verse afectada la maquinaria empleada en el proceso de
valorización. Se concluye, por tanto, que la gestión de los
residuos en la obra debe empezar por su separación selectiva. (=
Construmática,
2015).
Figura 1. Composición de los resid=
uos de
construcción
&nb=
sp; Fuente: https://re=
ciclajeverde.wordpress.com
La sociedad exige cada día=
la
mejora continua de las estructuras, para ello en la actualidad, en nuestro
país se opta por construcciones sismorresistente que, si bien es cie=
rto,
brindan condiciones seguras, pero económicamente no están al
alcance de todos los ciudadanos. Por estos motivos el proyecto se enfoca en=
obtener
bloques que posean alta resistencia y puedan ser empleados en las
construcciones, cumpliendo todos los parámetros de seguridad pertine=
ntes
(Berndtsson, 2010). Realizando una crítica constructiva del proyecto=
, lo
podemos enfocar en tres aspectos claves de incidencia:
1. &n=
bsp;
Socioeconómico: El presente proyecto permitir&aacu=
te;
generar un mayor índice de reciclaje de neumáticos y
beneficiará a la economía de la sociedad ya que se
generará un producto económicamente rentable y ecológi=
camente
amigable.
2. &n=
bsp;
Tecnológico: Es un aspecto clave en este proyecto,=
ya
que nos enfocaremos en el estudio y análisis de todos los factores q=
ue
inciden en la estructura del bloque, tales como el comportamiento de los
polímeros en pruebas mecánicas y físicas con la finali=
dad
de obtener las mejores condiciones de calidad. El proceso de análisis
generaría aportes técnicos con respecto a la estructura y
composición de la mezcla a ser utilizada y el alcance de la
innovación tendría impacto global.
3. &n=
bsp;
Ambiental: La generación de bloques amigables con =
el
medio ambiente contribuye a la disminución de la contaminación
ambiental, generando de esta manera, un ambiente confortable para la socied=
ad.
4. &n=
bsp;
Tomando como fundamento lo
previamente mencionado se ha llegado a plantear los objetivos descritos a
continuación.
· &n=
bsp;
Realizar pruebas mecánicas y físicas del bl=
oque
en el laboratorio de resistencia de materiales de la Escuela Superior
Politécnica de Chimborazo.
· &n=
bsp;
Realizar un análisis económico –
comparativo entre el nuevo bloque fabricado y el bloque convencional
comúnmente comercializado.
· &n=
bsp;
-Analizar el impacto ambiental que genera la
implementación de este proyecto.
Los neumáticos en la fabricación de<=
/b> bloques: se
enuncia de manera general las características físicas y
químicas de los neumáticos, su composición y el destino
final de uso que tiene, al mismo tiempo se da un breve conocimiento de las
características, tipos y usos de los bloques con componentes especia=
les
para generar una mayor resistencia en su estructura, los constituyentes
principales de los neumáticos son los polímeros, negro de car=
bono
y ablandadores el negro de humo se da debido a partículas muy
pequeñas de carbono lo que permite que la tenacidad y la resistencia=
a
la tracción, a la torsión y al desgaste.
La cantidad de acero y fibras
sintéticas reforzantes en los neumáticos varía
según el fabricante, además se adiciona plastificante para el
control de la viscosidad. Los neumáticos cuentan con gran diversidad=
de
compuestos incluyendo agentes naturales y compuestos. (Witoszek, 2004)=
.
Figu=
ra
2. Composición de
los neumáticos para autos y camiones.
&nb= sp; Fuente: https://campus.fi.uba.ar<= o:p>
En general los cauchos tienen una alta elongación, flexibilidad
necesaria para amortiguar golpes e impactos, impermeabilidad a gases y agua=
en
un porcentaje alto, aun no existe aislamiento absoluto, baja densidad
específica, sus composiciones relativamente no son afectadas por el
oxígeno, ácidos, bases y varios disolventes orgánicos y
otras sustancias químicas, excelente comportamiento contra desgaste
abrasivo (Englebert, 2013).
Los tipos de cauchos m&aacu=
te;s
empleados en la fabricación de los neumáticos son:
· =
Cauchos naturales (NR)
· =
Estireno-butadieno (SBR)
· =
Polibutadienos (BR)
· =
Polisopreno (IR)
Los materiales aglomerantes son de
característica pastosa y consistencia deformable, tienen la facultad=
de
moldearse, de adherirse a otros materiales, endurecerse y alcanzar resisten=
cias
mecánicas considerables en distintos campos de la industria. (Samant=
a,
2015).
Con el Poliuretano se busca obten=
er
un bloque cuyas propiedades sean las de brindar una alta resistencia
estructural y al mismo tiempo que su peso sea menor que el de un bloque
convencional (Mattox & Sequeda, 2019). Los poliuretanos forman parte de
polímeros termoestables, forman una red tridimensional que no funde.
Además, los poliuretanos polimerizan irreversiblemente con calor o
presión formando una masa rígida y dura su aplicación
mayoritaria está en la interacción de espumas que en su
mayoría sirven como aislantes térmicos (ACH, 2016).
Figura 3. Uniones uretano en un pol&iacut=
e;mero
&=
nbsp; Fuente: https://tecnologiadelosplasticos .blogspot.com
=
Los polímeros se unen medi=
ante
conexiones de hidrógeno lo que los hace cristalinos, una de las vent=
ajas
son el aislamiento térmico (bajo conductividad térmica),
garantiza menores espesores de aislante gracias a su bajo coeficiente
térmico, en el que se garantiza al máximo espacio y tiempo de
instalación, además de garantizar la impermeabilidad; sus
propiedades mecánicas, aportan rigidez, poco peso, facilitando
transporte, instalación y espacio; de fácil conformado y cort=
e,
son resistentes a la tracción, compresión, entre otros. En cu=
anto
a sus propiedades físicas; posee un proceso de fabricación
continua de ciertos compuestos como se detalla a
continuación (Motorex, s.f.), cómo se detalla en la tabl=
a 1.
Tabl=
a 1. Propiedades físicas del poliuretano
Fuente: http://kingspanc=
olombia.com
Bloques de hormigón
El bloque de hormigón es un
elemento fabricado a base de cemento, agua, agregados finos, aditivos,
obedeciendo a una granulometría, dosificación y técnic=
a de
construcción; ha sido diseñado para mampostería confin=
ada
o reforzada. (Franco, 2012). La norma NTE INEN 638, define las dimensi=
ones
seleccionadas son la última es el largo del bloque, ejemplo 12 x 20 =
x 40
cm. La mayoría de los bloques artesanales de la ciudad de Riobamba s=
alen
al mercado a la edad aproximada entre 15 y 20 días; la
dosificación establecida para la fabricación de estos no siem=
pre
se cumple debido a que, por facilidad de operación, los trabajadores
miden las cantidades en carretillas y no emplean instrumentos estánd=
ar
de medición. (INEN, 2017).
Clasificación de acuerdo con el uso de los b=
loques
Los bloques huecos de hormig&oacu=
te;n
se clasifican, de acuerdo con su uso, en cinco tipos, como se indica:
Tabl=
a 2. Clasificación de bloques de acuerdo con el uso
|
Fuente: Nor=
ma
INEN 3066 (2014).
Metodología
Es necesario realizar el desarrol=
lo
óptimo sobre este tema y efectuar una minuciosa investigación
bibliográfica, para determinar de manera concisa los diferentes
documentos y libros que refieren a la reutilización del caucho y
aplicación de poliuretano como materiales para la fabricación=
de
bloques de construcción, para lo cual se ha tomado información
relevante de los mismos, que aporta al desarrollo de esta investigaci&oacut=
e;n.
Los neumáticos se fabrican=
a
partir de caucho natural, caucho sintético y otras sustancias inclui=
dos
cables, textiles y numerosos productos químicos. Lo cierto es que el
gran problema que tienen los neumáticos de los coches es que su proc=
eso
de reciclado resulta muy costoso. Aunque se puede decir que los
neumáticos de los coches realizados a partir de caucho natural son
productos sostenibles y perfectamente respetuosos con el medio ambiente, lo
cierto es que la mayoría de los neumáticos utilizan un alto
porcentaje de cauchos sintéticos, todos obtenidos a base de
hidrocarburos, lo que hace que sean altamente contaminantes en el caso de
combustión (Garcia, 2013).
Requisitos de bloques de hormigón según Nor=
ma
Técnica Ecuatoriana
Para la construcción de
bloques se escogerá la norma NTE INEN 643.
Proceso de
Elaboración de un bloque normal.
Materiales para su
fabricación
· =
Agua (esta deberá de carecer de materia orgá=
;nica
o química). Potable que únicamente incluya cloro. No es
recomendable que se use el agua de pozo ya que contiene minerales altamente
pesados que a su vez afectarían la resistencia del bloque
· =
Cemento
· =
Grava
· =
Arena
&=
nbsp;
Figura 4. Materia prima para elab=
orar
bloques
Fuente: https://bl=
oqueras.org/bloques-concreto/
Para la elaboración del bl=
oque
se debe considerar en función del tipo de bloque en este el de tipo =
b,
el cual está bajo rangos de 10 a 12,7, en donde no se halle inmerso
mucha carga para su aplicación.
Dosificación.
“La dosificación es la de 1:5:2 (Cemento, Ar=
ena,
piedra) + agua en proporción de un 9%. (El 9% se obtiene del pe=
so
seco de los materiales, este valor proviene de trabajos en laboratorio de
materiales bajo las normas ASTM, es el peso obtenido de todos los ár=
idos
y del cemento en una concretera pequeña antes de mezclarlas con el
agua)” (INEN, 2017).
Medidas de bloques convencionales.
En nuestro país se fabrican
bloques bajo la norma INEN 3066 (2014) según se aprecia en la tabla =
numero
3:
Tabl=
a 3. Dimensiones de
bloques
|
Calibre |
Medidas en centímetros |
|
4” |
12cm x 20 cm x 40 c=
m |
|
6” |
15cm x 20 cm x 40 c=
m |
|
8” |
20cm x 20 cm x 40 c=
m |
Fuente: Nor=
ma
INEN 3066 (2014).
Proceso de fabricación del bloque a base de polvo
caucho.
Materiales
Para la elaboración de los
bloques a base de polvo de caucho y poliuretano se utilizaron los siguientes
materiales:
Cemento
Dado que posee importantes propie=
dades
el tipo de cemento que se usará es Cemento Chimborazo Portland
Puzolánico Tipo IP, SUPERIOR, de ALTA DURABILIDAD, el cual es un cem=
ento
que cumple estrictamente la norma INEN 490,la Norma NTE INEN 151 define al
cemento portland como " Cemento hidráulico producido por
pulverización de Clinker, consistente esencialmente de silicatos
cálcicos hidráulicos cristalinos y que usualmente contiene un=
o o
más de los siguientes elementos: agua, sulfato de calcio, hasta 5% de
piedra caliza y adiciones de proceso.” El cemento que se utilice en la
elaboración de los bloques debe cumplir con los requisitos de la Nor=
ma
NTE INEN 152. (Chimborazo, 2015).
Caucho
La fibra de caucho de
neumáticos reciclados, su elaboración en la industrial por el
gran índice vehicular es del 60 % de la producción anual del
mismo, su característica es de (SBR) Estireno-Butadieno con un 25% en
peso de estireno, además se conoce que poseen ciertos suavizantes co=
mo
oxido de zinc y magnesio; rellenos reforzantes formado con partículas
muy pequeños de carbono; agentes vulcanizantes como el azufre lo que
hace que se puede entre cruzar los polímeros en la mezcla; acelerant=
es
como compuestos orgánicos-sulfurados, benzotiazol y otros compuestos;
retardantes como en N-nitroso difenil amina (Multinivell, 2007).
Poliuretano. - =
Es
un agente químico, ampliamente utilizado en diversos procesos
industriales, se obtiene mediante condensación de poliésteres.
Debido a sus propiedades el poliuretano es esencial debido a que ayuda a
obtener un bloque mucho más liviano que un convencional.
Herramientas e Instrumentos
Molde de madera para el bloque
&nb=
sp; Figura&=
nbsp;5.
Molde de madera
&=
nbsp; Fuente: Los autores
El diseño y
construcción del molde para la elaboración de los bloques es =
de
vital importancia en el desarrollo del proyecto, dichos moldes tienen una
estructura sólida y desarmable debido a que el poliuretano tiende a
pegarse en las paredes del molde causando dificultades el momento de desmol=
dar
el bloque. La tapa del molde juega un papel primordial en el proceso de
fabricación, ya que al realizar la mezcla entre el cemento, agua, fi=
bra
de caucho y el poliuretano, todo el material tiende a expandirse como conse=
cuencia
de las combinaciones químicas entre dichos elementos, por ello se
necesita una gran presión en toda la estructura del molde para
así evitar pérdida de material mediante derrames innecesarios=
, de
esta manera se garantiza una producción de calidad, optimizando la
materia y generando mejores acciones financieras, para la correcta
elaboración del molde, se utilizó tabla triplex de 15
líneas de espesor. La unión de las piezas del molde se
realizó con clavos de acero de 2 pulgadas y goma Bioplast.
Bala=
nza:
Mediante la correcta
utilización de la balanza, podemos controlar los porcentajes de polv=
o de
caucho que son necesarios para realizar la mezcla base de los bloques. De e=
sta
manera podemos llevar una estadística de la materia prima necesaria =
para
la fabricación del producto.
Figu=
ra 6. Balanza digital
Fuente:
https://www.balanzascobos.com
Espátulas: Estas herramientas permite manipular la mezcla del bloqu=
e,
así también podemos recoger el material que se derrama del mo=
lde
debido a la expansión que se produce en su interior.
&nb=
sp;
Figura <=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:12.0pt;line-height:115%;font-family:"Times =
New Roman",serif;
color:black;mso-themecolor:text1;mso-no-proof:yes'>7. Espátulas
Fuente: https://ww=
w.promart.pe/espatula
Realizar la Mezcla
1. &n=
bsp;
En un recipiente grande agregar cemento y polvo de caucho
previamente dosificados.
2. &n=
bsp;
Verter el componente A de poliuretano en otro recipiente,
para este procedimiento se debe utilizar el EPP adecuado, para
protección de ojos y extremidades superiores.
3. &n=
bsp;
Del mismo modo verter el componente B en el mismo recipie=
nte
y remover la mezcla para obtener la reacción que hace que se expanda=
el
poliuretano.
4. &n=
bsp;
Verter el poliuretano a la mezcla de polvo de caucho y
cemento en pequeñas cantidades hasta obtener la textura óptim=
a.
Resultados
En primera instancia bajo norma se
elaboró el software en SolidWorks, bajo parámetros de norma c=
on
las dimensiones de 15cm x 20 cm x 40 cm.
&nb=
sp; =
Figu=
ra 8. Bloque tipo B
Fuen=
te: Los autores
Luego se dimensionó el mol=
de,
el mismo que va a ayudar a dar su conformado, el molde se seleccionó=
de
madera, de 1cm de espesor, para lo cual también se consideró =
la
tapa a la cual también estaría acoplado los mini moldes los
cuales van a generar la forma y dimensión del mismo.
Figura 9. Molde con tapa
&nb=
sp; Fuente: Los autores
La mezcla de todos los elementos =
se
debe realizó de forma rápida debido a que el poliuretano tien=
de a
secarse en corto tiempo, dificultando el proceso de moldeo.
Con la mezcla en el
molde, comienza la fase de compactación, esperar de 20 a 25
minutos.
Figura 10.
Compactación &n=
bsp; =
;
Fuente: Los
autores
1. Abrir =
la
estructura del molde para obtener el producto final.
Figura 11. Bloque desmoldado
Fuen=
te: Los autores
Nota: No =
se
debe llenar completamente el molde con la mezcla, esto debido a que el
poliuretano se expande y ocupa más espacio.
Almacenamiento
2. Manten=
er
el bloque en un lugar seco para mejorar sus propiedades físicas.
Diseño de mezcla
Para la obtención de la me=
zcla
óptima se llevaron a cabo diversos procedimientos, en los cuales se
varió la cantidad de componentes, obteniendo como cantidad óp=
tima
los siguientes porcentajes:
|
|
|
|
|
|
Figura 12. Porcentaje de componentes del
blocaucho.
Fuente: Los
autores
De esta manera se realizaron dive=
rsos
diseños de mezcla, manteniendo constante el cemento y variando las
proporciones de los nuevos agregados (polvo de caucho y poliuretano), ya qu=
e su
porcentaje afectó directamente la eficiencia de ésta, dando c=
omo
resultado un diseño de mezcla óptimo.
En el estudio realizado se
enfatizó la realización de probetas “bloques” con
medidas bajo la norma ecuatoriana INEN 3066. En las mezclas se enfatiz&oacu=
te;
en ocupar el polvo de caucho, espuma de poliuretano, arena, cemento. La idea
fue considerar el residuo de llantas en bloques para viviendas, bajar el co=
sto
y no promover la contaminación.
Durante el ensayo realizado se obtuvieron los valores de
carga máxima:
Tabla 4. Valores de carga máxima=
|
C=
arga
máxima |
|||||||
|
Porcentajes=
|
0% |
10% |
20% |
30% |
40% |
50% |
60% |
|
kg |
28500 |
7=
998 |
9=
651 |
1=
0575 |
1=
6560 |
1=
2774 |
1=
4637 |
Fuente: Los autores
En la
Tabla 4. Se detalla los valores de porcentaje de polvo de caucho, que se le=
dio
a cada una de las probetas, para este análisis se requirió de=
70
probetas, además al realizar los ensayos en el laboratorio de
Resistencia de Materiales se realizó los esfuerzos máximos de=
los
bloques, para poder determinar los valores admisibles.
Poster=
iormente
se escribe la fórmula:
Resistencia a la compresi&oacu=
te;n
simple del área net=
a
La ecuación necesaria para=
el
cálculo de resistencia es el valor de carga máxima para el
área neta de la probeta a ensayar.
(Rn)=
=3D
Dónde:
Pmax =3D car=
ga
máxima a la compresión simple (kg)
An =3D
área neta del ejemplar ( )
Para
calcular el área neta se utiliza la fórmula:
El
área de los bloques se calcula con los valores establecidos
inicialmente: 12 X 20 X 40 (cm). En este último valor mediante
mediciones se lo consideró de 39 cm de base.
<=
span
lang=3DES-EC style=3D'font-size:11.0pt;line-height:115%;font-family:"Calibr=
i",sans-serif;
mso-fareast-font-family:"Times New Roman";mso-bidi-font-family:"Times New R=
oman";
position:relative;top:5.5pt;mso-text-raise:-5.5pt;mso-ansi-language:ES-EC;
mso-fareast-language:ES;mso-bidi-language:AR-SA'> (La misma área p=
ara
todo)
CÁLCULO DEL BLOQUE SIN POL=
VO
DE CAUCHO:
La unidad que representa la
compresión en el Sistema Internacional es el mega pascal (), Por lo
tanto, se realizó la conversión respectiva de cada resultado:=
Transformándolo a Mega
Pascales: 3,58
CÁLCULO DEL BLOQUE CON POL=
VO
DE CAUCHO:
AL 10%
Transf=
ormándolo
a Mega Pascales: 1,05
Tomamos como referencia al valor
mínimo de compresión como el 100%:
3,5 =
100%
1,05 =
x
X=3D 30%
El resultado refleja que al 10% de
POLVO DE CAUCHO se obtiene un porcentaje de 30% en cuanto a la
compresión.
Al 20%
Transf=
ormándolo
a Mega Pascales: 1,21
Tomamos como referencia al valor
mínimo de compresión como el 100%:
3,5 =
100%
1,21 =
x
X=3D 34,57%
El resultado refleja que al 20% de
vidrio se obtiene un porcentaje de 34,57% en cuanto a la compresión.=
Al 30%
Transf=
ormándolo
a Mega Pascales: 1,33
Tomamos como referencia al valor
mínimo de compresión como el 100%:
3,5 =
100%
1,33 =
x
X=3D 38%
El resultado refleja que al 30% de
polvo de caucho se obtiene un porcentaje de 38% en cuanto a la
compresión.
Al 40%
El resultado refleja que al 40% de
polvo de caucho se obtiene un porcentaje de 45,7% en cuanto a la
compresión.
Transf=
ormándolo
a Mega Pascales: 2,08
Tomamos como referencia al valor
mínimo de compresión como el 100%:
3,5 =
&nb=
sp;
100%
2,08 =
&nb=
sp;
x
X=3D 59,42%
El resultado refleja que al 40% de
polvo de caucho se obtiene un porcentaje de 59,42% en cuanto a la
compresión.
Al 50%
Transformándolo a Mega
Pascales: 1,83
Tomamos como referencia al valor
mínimo de compresión como el 100%:
3,5 =
&nb=
sp;
100%
1,83 =
&nb=
sp;
x
X=3D 52,56
El resultado refleja que al 50% de
polvo de caucho se obtiene un porcentaje de 52,56% en cuanto a la
compresión.
Al 60%
Transformándolo a Mega
Pascales: 1,60
Tomamos como referencia al valor
mínimo de compresión como el 100%:
3,5
1,60 =
&nb=
sp;
x
X=3D 45,7%
T=
abla
1. Resistencia a la compresión
|
R=
esistencia
a la compresión |
|||||||
|
%
Polvo de Caucho |
0=
% |
1=
0% |
2=
0% |
3=
0% |
4=
0% |
5=
0% |
6=
0% |
|
(Rn)=3D |
36,53 |
10,25 |
12,37 |
13,55 |
21,23 |
18,76 |
16,37 |
Fuente: Los autores
T=
abla
2.
|
R=
esistencia
a la compresión <=
![if !msEquation]> |
|||||||
|
% Polvo de caucho |
0% |
10% |
20% |
30% |
40% |
50% |
60% |
|
|
3,58 |
1,05 |
1,21 |
1,33 |
2,08 |
1,83 |
1,60 |
Fuen=
te: Los autores
=
=
Como
se observó en los cálculos, la resistencia obtenida para el
primer set de bloques dio como resultado; comparado con la norma NTE INEN 3=
390
2014, la cual exige una resistencia para los bloques de clase B, lo que
genera un valor permisible, a baja escala; por otra parte, su peso y
parámetro de resistencia permite que el mismo bloque no genere mayor
carga en una vivienda de una planta al menos. A medida que el porcentaje de
caucho triturado incrementado en porcentajes de 10 a 60%; la compresi&oacut=
e;n
disminuía. El valor mejor arrojado de compresión fue con el 4=
0%
ya que se obtuvo el 52,56% de lo exigido por dicha norma; para ser la prime=
ra
prueba de bloques fabricado con material reciclado como es el caucho tritur=
ado,
se alcanzó un porcentaje aceptable y viable para seguir investigando
proporciones que conlleven a igualar o mejorar dicha resistencia, al
incrementar otros aditivos, que mejores su resistencia.
Conclusiones.
· =
Se fabricó bloques de resistencia adecuados bajo n=
orma
INEN 3066, de tipo B, con parámetros admisibles, de bajo peso a base=
de
poliuretano y polvo de caucho reciclado, cemento porlant ; los cuales permi=
ten
obtener similares características a los bloques que se ofertan en el
mercado.
· =
Con la investigación se tiene ventajas al incorpor=
ar polvo
de caucho en la elaboración de bloques para construcción, de =
ese
modo poder verificar su factibilidad en la construcción, se disminuy=
e su
peso, utilizando materiales alternativos como es la espuma de poliuretano y=
el
caucho triturado.
· =
Se analiza el impacto ambiental favorable hacia el futuro,
con esto se puede reducir la contaminación, la acumulación de
desecho en este caso “neumáticos” en basureros;
además se puede incorporar otros aditamentos para la implementaci&oa=
cute;n
de este proyecto en futuras construcciones. La resistencia alcanzada en los
bloques representa el 52,56% de la resistencia exigida según la norma
INEN 3066.
· =
Se debe tener mucha precaución y usar el equipo
necesario al manipular el poliuretano debido a que es un compuesto delicado=
. Al
obtener el producto final es necesario dejarlo reposar en un clima templado
para mejorar sus propiedades; ya que si está a temperaturas elevadas
existe el riesgo de que se expanda mas y a su vez su conformado no sea
homogéneo. Por otra parte, es adecuado que se deje la composici&oacu=
te;n
un tiempo de 3 a 4 días para poder utilizarlo.
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PARA
CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.
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El artículo que se publica es de exclusiva respons=
abilidad
de los autores y no necesariamente reflejan el pensamiento de la Revista Ciencia Digital.
El artículo queda en propiedad de la revista y, por
tanto, su publicación parcial y/o total en otro medio tiene que ser
autorizado por el director de la R=
evista
Ciencia Digital.