Estudio de mortero reciclado

(1)

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TESIS

“ESTUDIO DE MORTERO RECICLADO”

PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL

ELABORADO POR

JHONNY CLEMENTE CRUZ

ASESOR

Ing. RAFAEL CACHAY HUAMAN

LIMA- PERÚ

(2)

“El autor autoriza a la UNI a reproducir la tesis en su totalidad o en parte, con fines

estrictamente académicos.”

Clemente Cruz, Jhonny

[email protected]

(3)

Esta tesis se la dedico a mi Dios quién supo guiarme por el buen camino, darme

fuerzas para seguir adelante y afrontar los problemas que se presentaban,

enseñándome a encarar las adversidades sin perder la fe ni la esperanza.

Para mis padres por su apoyo, consejos, comprensión, amor, ayuda en los

momentos difíciles, y por ayudarme con los recursos necesarios para mi

formación profesional. Me han dado todo lo que soy como persona, mis valores,

mis principios, mi carácter, mi coraje y mi pasión para conseguir mis objetivos.

A mis hermanos por estar siempre presentes, acompañándome y apoyándome

para poderme realizar.

(4)

Al finalizar un trabajo tan arduo y lleno de dificultades como el desarrollo

de una tesis, es inevitable que te asalte un muy humano egocentrismo que te lleva

a concentrar la mayor parte del mérito en el aporte que has hecho. Sin embargo,

el análisis objetivo te muestra inmediatamente que la magnitud de ese aporte

hubiese sido imposible sin la participación de personas e instituciones que han

facilitado las cosas para que este trabajo llegue a un feliz término. Por ello, es

para mí un verdadero placer utilizar este espacio para ser justo y consecuente

con ellas, expresándoles mis agradecimientos.

A mi asesor el Ing. Rafael Cachay Huamán, por la orientación, el

seguimiento y la supervisión continúa de la misma, pero sobre todo por la

motivación y el apoyo recibido.

A mis padres Marcelino y Norma por apoyarme en todo momento y por lo

valores que me han inculcado.

A mis hermanos por ser parte importante de mi vida y representar la unidad

familiar. A Peter por ser un ejemplo de desarrollo profesional a seguir y a Liz que

junto a mis sobrinos llenan mi vida de alegrías y amor cuando lo necesito.

(5)

INDICE

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN ... 18

1.1. GENERALIDADES. ... 18

1.2. PROBLEMÁTICA. ... 18

1.3. OBJETIVOS ... 19

1.3.1. Objetivo General ... 19

1.3.2. Objetivo Específico ... 19

1.4. HIPÓTESIS ... 20

1.4.1. Hipótesis General ... 20

1.4.2. Hipótesis Específico ... 20

CAPÍTULO II: FUNDAMENTO TEÓRICO ... 21

2.1. DEFINICIÓN ... 21

2.2. MATERIALES COMPONENTES... 21

2.2.1. Cemento ... 21

2.2.2. Agregado reciclado ... 21

2.2.3. Agua ... 22

2.3. AGREGADO RECICLADO ... 23

2.3.1. Agregado reciclado ... 23

2.3.2. Producción del agregado reciclado ... 23

(6)

2.3.2.2. Reciclaje ... 24

2.3.3. Proceso ... 25

CAPÍTULO III: PROPIEDADES DEL AGREGADO RECICLADO ... 28

3.1. AGREGADO NATURAL Y AGREGADO RECICLADO ... 28

3.1.1. Granulometría ... 29

3.1.1.1. Procedimiento de ensayo: ... 29

3.1.1.2. Resultados: ... 30

3.1.2. Peso unitario ... 34

3.1.2.1. Peso unitario suelto (PUS) ... 35

3.1.2.1. Peso unitario compactado ... 37

3.1.3. Contenido de humedad ... 40

3.1.3.1. Procedimiento de ensayo: ... 40

3.1.3.2. Resultados ... 42

3.1.4. Peso específico y absorción... 43

3.1.4.2. Resultados ... 46

3.1.5. Porcentaje de finos ... 47

3.1.5.2. Resultados ... 49

CAPÍTULO IV: PROPIEDADES DEL MORTERO RECICLADO ... 52

4.1. DISEÑO ... 52

4.1.1. Nomenclatura ... 53

4.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ... 55

4.2.1. Dosificaciones ... 55

4.2.1.1. Diseño N° 1: ... 55

(7)

4.2.2. Preparación de los materiales y herramientas ... 57

4.2.2.1. Materiales ... 57

4.2.2.2. Herramientas y Equipos ... 58

4.2.3. Mezclado ... 58

4.2.4. Curado ... 59

4.3. PROPIEDADES DEL MORTERO EN ESTADO FRESCO ... 60

4.3.1. Consideraciones Generales ... 60

4.3.2. Fluidez ... 60

4.3.2.1. Procedimiento de ensayo ... 60

4.3.2.2. Resultados ... 62

4.3.3. Peso unitario ... 70

4.3.3.2. Resultados: ... 72

4.4. PROPIEDADES DEL MORTERO EN ESTADO ENDURECIDO ... 79

4.4.1. Consideraciones Generales ... 79

4.4.2. Resistencia a la Compresión... 79

4.4.2.1. Procedimiento ... 80

4.4.2.2. Resultados por diseños: ... 82

4.4.2.3. Resumen de resultados por porcentajes de sustitución: ... 116

4.4.3. Resistencia a la Flexión ... 121

4.4.3.1. Procedimiento ... 121

4.4.3.2. Resultados por diseño: ... 124

4.4.3.3. Resumen de resultados por porcentajes de sustitución: ... 142

4.5. ANÁLISIS DEL CAMBIO DE SUS PROPIEDADES ... 147

4.5.1. Comparación del mortero en estado fresco ... 147

4.5.1.1. Diseño N° 1... 147

(8)

4.5.1.3. Diseño N° 3... 149

4.5.1.4. Observaciones generales: ... 150

4.5.2. Comparación del mortero en estado endurecido ... 150

4.5.2.1. Ensayo a compresión ... 150

4.5.2.2. Análisis por diseños para compresión: ... 150

4.5.2.3. Análisis por tiempos para compresión: ... 155

4.5.2.4. Ensayo a flexión ... 158

4.5.2.5. Análisis por diseños para flexión: ... 158

4.5.2.6. Análisis por tiempos para flexión: ... 161

CAPÍTULO V: IMPACTO AMBIENTAL... 164

5.1. Impacto ambiental ... 164

5.2. Industria de la construcción ... 164

CONCLUSIONES ... 168

RECOMENDACIONES ... 171

BIBLIOGRAFÍA ... 172

(9)

El trabajo de investigación de esta tesis de grado se encuentra enmarcado hacia la

reutilización de desperdicios de construcción, en el que se muestra los resultados que

se obtienen al utilizar agregado fino reciclado para la obtención de mortero reciclado, al

que se evaluó en estado fresco y endurecido, mediante sustituciones parciales y

completas del agregado en diferentes dosificaciones.

Se ha trabajado con 3 diseños de relaciones de agua/cemento, manteniendo constante

la relación en peso de arena - cemento de 1 a 2,75; en cada diseño se tiene un mortero

convencional y sustituciones de arena natural por arena reciclada al 25, 50, 75 y 100%;

el primer diseño se tomó partiendo que la fluidez se encuentre en el rango de 110 ± 5,

como indica la norma técnica peruana, los otros dos diseños se tomaron con relaciones

de mayor y menor relación agua/cemento. Por lo que se ha trabajado con un total de 15

dosificaciones.

Se observó que a medida que el porcentaje de sustitución de arena natural por arena

reciclada aumentaba, también aumentó la fluidez del mortero, esto podría ser debido a

que la granulometría de la arena reciclada es menor que de la arena natural y

conjuntamente con el mayor porcentaje de finos hicieron que la mezcla sea más

trabajable.

En los 3 diseños se observó que una sustitución del 50% de arena natural por arena

reciclada tiene mejores resultados en los ensayos de compresión; y sustituciones del 25

y 50% tienen mejores resultados en los ensayos a flexión.

Los resultados muestran comportamientos similares o mejores a las muestras patrón,

por lo que su aplicación sería muy beneficioso en los aspectos técnicos, ecológicos y

económicos.

(10)

ABSTRACT

This research is based on the concept of the reuse of construction waste that

shows the results obtained by using recycled fine aggregate to obtain recycled

mortar, which was evaluated in fresh and hardened state, by substitutions in partial

and complete parts of the aggregate in different dosages.

We have worked with 3 designs of water / cement ratios, maintaining constant the

weight ratio of sand - cement from 1 to 2.75; in each design we have a

conventional mortar and substitutions of natural sand for recycled sand at 25, 50,

75 and 100%; the first design was made taking into account that the fluidity is in

the range of 110 ± 5, indicated by the Peruvian technical standard, the other two

designs were taken with higher and lower water / cement ratios. At the end, we

have worked with 15 dosages.

As a result, we could see that at the same time, while the percentage of

substitution of natural sand for recycled sand increased, the fluidity of the mortar

increased too, this could be because the granulometry of the recycled sand is

smaller than the natural sand and with the greater percentage of fines, they made

that the mixture had workability.

In the three designs was observed that a 50% substitution of natural sand for

recycled sand has better results in the compression tests; and substitutions of 25

and 50% have better results on stress tests.

The results show similar or better behaviors to the standard samples, so their

(11)

PRÓLOGO

La explotación incontrolada de los recursos no renovables, como el

petróleo, minerales y rocas, conlleva a grandes impactos ambientales,

produciendo cantidades elevadas de residuos.

La búsqueda de soluciones que minimicen el impacto que los residuos

tienen hacia el medio ambiente, es una manera de intentar reparar el daño

ambiental; una de las estrategias para disminuir la utilización excesiva de

recursos naturales es promover el reciclaje, con las propuestas de reducir,

reutilizar y reciclar.

Los resultados favorables de reciclar residuos de desperdicios de

construcción y demolición, podrían permitir aumentar las posibles aplicaciones de

los morteros reciclados, tal y cual se tienen con los morteros convencionales.

Por tanto, se ha requerido realizar esta investigación que el autor nos

brinda con la presente tesis.

Dada su gran importancia, la presente investigación va dirigida a los

ingenieros, constructores y público en general que deseen actualizar sus

conocimientos y renovar su visión hacia nuevas formas de construcción en mejora

del país.

(12)

LISTA DE TABLAS

Tabla N° 01: Granulometría de la arena gruesa indicada en el Capítulo III,

Tabla N°3 del RNE E.070 ... 22

Tabla N° 02: Ensayo de granulometría en agregado natural ... 31

Tabla N° 03: Ensayo de granulometría en agregado natural ... 33

Tabla N° 04: Valores de ensayo de peso unitario compactado ... 36

Tabla N° 05: Valores de ensayo peso unitario compactado ... 39

Tabla N° 06: Cantidades mínimas de agregados para el ensayo de la malla N°200 ... 40

Tabla N°07: Valores de ensayo contenido de humedad ... 42

Tabla N° 08: Valores de ensayo peso específico y absorción ... 47

Tabla N° 09: Cantidades mínimas de agregado para el ensayo de la malla N° 200 ... 48

Tabla N° 10: Valores de ensayo de porcentaje de finos que pasan la mallan N° 200 ... 50

Tabla N° 11: Resumen de propiedades de ambos agregados ... 50

Tabla N° 12: Ensayos realizados al mortero ... 52

Tabla N° 13: Resumen de propiedades físicas de la arena para el diseño del mortero. ... 53

Tabla N° 14: Muestras de mortero ... 54

Tabla N° 15: Valores de dosificación del primer diseño ... 55

Tabla N° 16: Valores de dosificación del segundo diseño ... 56

Tabla N° 17: Valores de dosificación del tercer diseño ... 57

Tabla N° 18: Valores de Ensayo de Fluidez del mortero patrón N° 1 ... 62

Tabla N° 19: Valores de Ensayo de Fluidez del MR1-25% ... 62

Tabla N° 23: Valores de Ensayo de Fluidez del mortero patrón N° 2 ... 65

(13)

Tabla N° 33: Valores de Ensayo de Peso Unitario del mortero patrón N°1 ... 72

Tabla N° 34: Valores de Ensayo de Peso Unitario de MR1-25% ... 72

Tabla N° 48: Valores de Ensayo a Compresión de MP-1 ... 83

Tabla N° 49: Valores de Ensayo a Compresión de MR1-25% ... 85

Tabla N° 53: Valores de Ensayo a Compresión del MP-2 ... 94

Tabla N° 56: Valores de Ensayo a Compresión de MR2-75% ...100

Tabla N° 58: Valores de Ensayo a Compresión del MP-3 ...105

Tabla N° 63: Valores de Ensayo a Flexión del MP-1 ...124

Tabla N° 64: Valores de Ensayo a Flexión del MR1-25% ...125

(14)

Tabla N° 66: Valores de Ensayo a Flexión de MR1-75% ...127

Tabla N° 78: Comparación de propiedades en estado fresco del diseño N° 1 .147 Tabla N° 79: Comparación de propiedades en estado fresco del diseño N° 2 .148 Tabla N° 80: Comparación de propiedades en estado fresco del diseño N° 3 .149 Tabla N° 81: Comparación de ensayo a compresión del diseño N° 1 ...150

Tabla N° 82: Comparación de ensayo a compresión del diseño N° 2 ...152

Tabla N° 83: Comparación de ensayo a compresión del diseño N° 3 ...153

Tabla N° 84: Comparación de ensayo a flexión del diseño N° 1 ...158

Tabla N° 85: Comparación de ensayo a flexión del diseño N° 2 ...159

(15)

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico N° 1: Curva granulométrica de arena natural ... 32

Gráfico N° 2: Curva granulométrica de arena reciclada ... 34

Gráfico N° 3: Edad Vs Compresión del MP-1 ... 84

Gráfico N° 10: Edad Vs Compresión de MR2-25%... 97

Gráfico N° 11: Edad Vs Compresión de MR2-50%... 99

Gráfico N° 12: Edad Vs Compresión de MR2-75%...101

Gráfico N° 14: Resumen de Edad Vs Compresión del diseño N° 2 ...104

Gráfico N° 15: Edad Vs Compresión de MP-3 ...106

Gráfico N° 20: Resumen de Edad Vs Compresión del diseño N° 3 ...115

Gráfico N° 21: Resumen de Edad vs Compresión de morteros patrón. ...116

Gráfico N° 22: Resumen de Edad vs Compresión de MR-25% ...117

Gráfico N° 26: Edad Vs Flexión del MP-3 ...124

Gráfico N° 27: Edad Vs Flexión de MR1-25%...125

Gráfico N° 30: Edad Vs Flexión de MR1-100% ...128

Gráfico N° 31: Resumen de Edad Vs Flexión del diseño N° 1 ...129

(16)

Gráfico N° 38: Edad Vs Flexión del MP-3 ...136

Gráfico N° 44: Resumen de Edad vs Flexión de MP ...142

Gráfico N° 45: Resumen de Edad vs Flexión de MR-25% ...143

Gráfico N° 46 Resumen de Edad vs Flexión de MR-50% ...144

Gráfico N° 49: Comparación en estado fresco del diseño N° 1 ...147

Gráfico N° 52: Comparación de ensayo a compresión del diseño N° 1 ...151

Gráfico N° 55 : Comparación de ensayo a compresión a los 7 días. ...155

Gráfico N° 56: Comparación de ensayo a compresión a los 14 días. ...156

Gráfico N° 57: Comparación de ensayo a compresión a los 28 días. ...157

Gráfico N° 58: Comparación de ensayo a flexión del diseño N° 1 ...158

Gráfico N° 61: Comparación de ensayo a flexión a los 7 días. ...161

(17)

LISTA DE FIGURAS

Figura N° 01: Plantas de reciclaje y diagrama de sus respectivos procesos.

(Müller, 2010)... 25

Figura N° 02: Etapas del proceso de producción de agregados reciclados en planta16_{(Pinochet, 2011) ... 26}

Figura N° 03: Agregado natural ... 28

Figura N° 04: Obtención de agregado reciclado ... 29

Figura N° 05 : Tamizado para granulometría del agregado natural ... 30

Figura N° 06: Procedimiento para hallar el P.U.S. de agregados ... 36

Figura N° 07: Procedimiento para hallar el P.U.C. de los agregados. ... 39

Figura N° 08: Muestras para ensayo de Contenido de Humedad ... 42

Figura N° 09: Procedimiento de ensayo para hallar el peso específico y porcentaje de absorción ... 46

Figura N° 10: Procedimiento de ensayo para calcular el porcentaje que pasa la malla N°200 ... 49

Figura N° 11: Preparación de materiales para mezclado ... 58

Figura N° 12: Mezclado de mortero ... 59

Figura N° 13: Curado de las muestras de mortero ... 59

Figura N° 14: Ensayo de Fluidez ... 62

Figura N° 15: Ensayo de Fluidez de morteros con sustituciones mayores al 75% ... 70

Figura N° 16 Ensayo de Peso Unitario ... 71

Figura N° 17: Máquina digital Versa-Tester ... 82

Figura N° 18: Ensayo a Compresión ... 82

Figura N° 19: Máquina para Ensayo a Compresión. ...123

Figura N° 20: Muestras para ensayo a flexión ...123

Figura N° 21: Modo de ensayo a flexión ...123

Figura N° 22: Ciclo de vida de los materiales utilizados en la construcción de inmuebles 5 _{(Macozoma, 2002). ...165}

(18)

LISTA DE SÍMBOLOS Y SIGLAS

SÍMBOLO

% : Porcentaje.

°C : Grados centígrados.

” : Pulgada.

+/- : más o menos.

σ : desviación estándar.

Σ : Suma.

SÍGLA

A : Área.

Abs : Absorción.

ACI : American Concrete Institute.

ASOCEM : Asociación de productores de cemento.

ASTM : American Society for Testing and Materials.

b : Longitud de cara de viga.

BOL : Bolsa.

C/A : Cemento agua.

cm : Centímetros.

cm2 _{: Centímetros cuadrados.}

cm3 _{: Centímetros cúbicos.}

Cv : Coeficiente de variación.

Di : Diámetro inicial.

Dp : Diámetro promedio.

(19)

F : Fluidez.

F promedio : Fluidez promedio.

F´c : Resistencia a la compresión.

F´c promedio : Resistencia a la compresión promedio.

F´t : Resistencia a la flexión.

F´t promedio : Resistencia a la flexión promedio.

g : Gramo.

g/lt : Gramo por litro.

h : Altura.

H (%) : Porcentaje de humedad del agregado ensayado.

(20)

ml : Mililitros.

MR1-25% : Mortero reciclado N° 1 con sustitución del 25%.

NTP : Norma Técnica Peruana.

NTE : Norma Técnica de Edificaciones

N° : Número

N°200 : Malla número 200

P : Carga de rotura.

(21)

P.E. masa : Peso específico de masa

Pie3 _{: Pie cubico}

P.U. promedio : Peso unitario promedio.

P.U. : Peso Unitario.

P.U.C. : Peso unitario compactado

P.U.S. : Peso unitario suelto

Pm : Peso de la muestra.

Pr : Peso de recipiente.

RCD : Residuos de construcción y demolición.

RNE : Reglamento Nacional de Edificaciones.

Und : Unidad.

UNI : Universidad Nacional de Ingeniería.

V : Voltios.

V Recipiente : Volumen de recipiente.

Vol : Volumen.

V Bln : Volumen de fiola.

WWW : World Wide Web.

W Ag : Peso del agua.

W M.S. : Peso del material suelto.

W M.C. : Peso del material compactado.

W h : Peso del agregado en estado húmedo.

W s : Peso del agregado en estado seco.

W 1 : Peso seco original.

(22)

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

1.1. GENERALIDADES.

La industrialización y el desarrollo han conllevado a grandes avances

tecnológicos y científicos, pero una de las consecuencias quizá la más negativa

es la contaminación ambiental, por ello cada vez se hace mayor concienciación

en la búsqueda de soluciones que minimicen el impacto que los residuos tienen

hacia el medio ambiente, una manera de intentar reparar el daño ambiental, es

promover las propuestas de reducir, reutilizar y reciclar. Con una gestión

adecuada de los recursos nos permitirán disminuir el impacto ambiental,

conservar nuestros recursos y promover prácticas más ecológicas.

Los agregados reciclados son el resultado de la gestión y tratamiento de los

residuos de la construcción y demolición, que tras someterlos a un proceso de

clasificación, reducción de tamaño y tamizado, cumplen con especificaciones

técnicas similares o mejores al de los agregados naturales, permitiendo su

aplicación en el sector de la construcción.

La investigación que a continuación se presenta contiene los resultados positivos

que se han obtenido de usar agregado reciclado en morteros, denotados a estos

como morteros reciclados.

1.2. PROBLEMÁTICA.

Según el OEFA (Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental), el Perú

solo tiene doce rellenos sanitarios autorizados y en funcionamiento para una

población que supera los 30 millones de habitantes, lo que demuestra que existe

un alarmante déficit de infraestructuras.

Sin embargo, Lima solo tiene cuatro de dichos espacios (rellenos sanitarios) y un

relleno de seguridad para materiales peligrosos.

Lima genera, en promedio, 8 202 toneladas de residuos sólidos al día. Se espera

(23)

Los residuos sólidos entre ellos el desmonte terminan en cualquier lugar. Uno de

los destinos es la playa Carpayo de Ventanilla, la más sucia de Latinoamérica

(OEFA, Informe 2014-2015).

A todo ello se suma que a nivel nacional no se cuenta con escombreras

(estructuras destinadas a la disposición final de residuos procedentes de las

actividades de la construcción y demolición), constituyendo así un grave riesgo al

ambiente y la salud de personas, debido a la masificación de inversiones

inmobiliarias en el país.

El uso incontrolado de los recursos no renovables, como el petróleo, minerales y

rocas, conlleva a grandes impactos ambientales. Una de las estrategias para

disminuir la utilización excesiva de recursos naturales es promover el reciclaje,

con las propuestas de reducir, reutilizar y reciclar.

En la que se pretende minimizar los costes ecológicos que suponen tanto la

extracción de recursos minerales, como el vertido incontrolado de los residuos de

construcción y demolición, conocidos como escombros.

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. Objetivo General

Obtener morteros reciclados con sustitución parcial o total de la arena natural por

arena reciclada proveniente de los residuos de construcción y demolición, con

iguales o mayores beneficios como; buena capacidad estructural, mayor

trabajabilidad, menor impacto ambiental, menores costos y otros; con el fin de

conseguir productos viables que mejoren la gestión de estos residuos.

1.3.2. Objetivo Específico

 Fomentar la prevención y la reutilización consolidando el reciclado y su

valorización, disminuyendo el vertido ilegal para reducir al mínimo los

(24)

 Incentivar la actualización de normativas o creación de nuevas normativas

para residuos específicos con nuevos sistemas de gestión.

 Encontrar algunos problemas específicos que se podrían presentar en la

mezcla de mortero reciclado.

1.4. HIPÓTESIS

1.4.1. Hipótesis General

Los resultados científicos favorables, permitirán aumentar todas las posibles

aplicaciones de los morteros reciclados, tal y cual se tienen con los morteros

convencionales, erradicando con ello las ideas generales sobre materiales

reciclados.

1.4.2. Hipótesis Específico

 La viabilidad de los morteros reciclados implica encontrar dosificación de

distintas mezclas en función de las propiedades que se buscan que

(25)

CAPÍTULO II: FUNDAMENTO TEÓRICO

2.1. DEFINICIÓN

El mortero reciclado viene a ser un mortero con uso de agregados reciclados de

obra, desperdicios de construcción, piedras, arenas, escombros y otros residuos

provenientes de residuos de construcción y demolición.

Su mezcla es similar a un mortero convencional de componentes cemento,

agregado fino reciclado y agua.

2.2. MATERIALES COMPONENTES

2.2.1. Cemento

Cemento Portland, especificados en la Norma Técnica Peruana NTP

334.009:2013. CEMENTOS, Cementos Portland Requisitos.

Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker compuesto

esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contienen generalmente

sulfato de calcio y eventualmente caliza como adición durante la molienda.

Material que desarrolla propiedades conglomerantes al ser hidratado; formándose

una masa plástica resistente y duradera debido a las transformaciones químicas

en su masa al mezclarse con arena gruesa y agua, denotándose a esta como

mortero.

2.2.2. Agregado reciclado

Agregados cuyos componentes provienen del reciclaje del concreto, piedras,

escombros y otros residuos de la construcción y demolición. Actualmente no

existen especificaciones técnicas o características normadas para el uso de

estos, por lo que se hará una semejanza a las características a lo de agregados

(26)

Tabla N° 01: Granulometría de la arena gruesa indicada en el Capítulo III, Tabla N°3 del

RNE E.070

GRANULOMETRÍA DE LA ARENA GRUESA

MALLA ASTM % QUE PASA

 El porcentaje máximo de partículas quebradizas será: 1% es peso.  No deberá emplearse arena de mar.

2.2.3. Agua

El agua presente en la mezcla reacciona químicamente con el material

cementante para lograr la formación del gel.

Se podrá usar como aguas de mezclado aquellas que se consideren potables, o

a las que por experiencia se conozca que pueden ser utilizadas en la preparación

del mortero; el agua de mezclado deberá estar libre de sustancias colorantes,

aceites y azúcares, no deberá contener sustancias que puedan producir efectos

sobre el fraguado, la resistencia o durabilidad. El agua deberá de cumplir con los

(27)

2.3. AGREGADO RECICLADO

2.3.1. Agregado reciclado

El desarrollo del agregado reciclado se podría dar bajo normativas y

estandarizaciones en obras públicas y privadas bajo la adopción de ordenanzas,

a nivel local, regional e internacional, y cuando se involucren a los principales

generan en la misma.

- El gestor de los residuos: Sería el titular de las instalaciones donde se

efectuaría la valoración o la disposición de rechazo de los residuos.

2.3.2. Producción del agregado reciclado

2.3.2.1. Origen

Residuos en la fase de construcción

Principalmente la obtención de los agregados reciclados ocurre durante el

proceso de construcción o de demolición de estructuras, también pudiéndose

extrae. En cualquier caso, su origen puede determinar la calidad del residuo.

Demolición selectiva en origen

Como la mayor parte de los residuos de demolición provienen del sector de la

edificación que utiliza una gran variedad de materiales, es importante llevar cabo

una cuidadosa separación para evitar la mezcla y contaminación del agregado

con otros materiales indeseables. Esto se obtiene mediante la demolición

(28)

Aunque separar en obra permite reducir tratamientos posteriores y el empleo de

sistemas de demolición para reducir el tamaño de los escombros in situ, en

muchos casos este tipo de demolición está limitada por factores económicos, de

tiempo o tecnología.

Sin embargo, aunque los costes asociados a la demolición selectiva son mayores

que los de los métodos tradicionales de demolición, el uso de demolición selectiva

mejora la calidad de los materiales, elimina la necesidad de hacer la selección en

planta, reduce costes de transporte y elimina las tasas de vertido. Además, la

demolición selectiva favorece el conocimiento del futuro árido reciclado, permite

una preselección según la calidad del hormigón a demoler y contribuye a una

mayor uniformidad _{(Sánchez y Gutiérrez, 2009)}

2.3.2.2. Reciclaje

Plantas y equipos

Existen básicamente dos tipos de plantas o equipos en la industria del reciclaje:

plantas móviles y estáticas. Las plantas estáticas son mucho más eficientes y

útiles para el procesado de áridos ya que tienen una capacidad de producción

mucho más alta, que a su vez permite un mayor control de calidad y una mayor

variación de productos. Sin embargo, hoy en día se produce en éstas muchos

más agregados reciclados de los que se sustituyen.

Por otro lado, la móvil tiene un índice de producción más baja, y requiere un input

de material bastante más homogéneo para garantizar una buena calidad, pero

tiene la ventaja de que no necesita de una campaña de marketing activa ya que

la mayoría de agregados producidos son para reutilización en el mismo lugar de

procesado.

A continuación se puede observar un cuadro comparativo entre la maquinaría y

(29)

Figura N° 1: Plantas de reciclaje y diagrama de sus respectivos procesos. (Müller, 2010)

Las plantas de producción de áridos reciclados deben estar ubicadas en zonas

de fácil acceso y de proximidad relativa a centros urbanos. Cuando esto no es

posible usualmente se habilitan vertederos temporales de residuos o pequeñas

plantas móviles que pueden emplearse para un tratamiento previo del residuo

(Müller, 2010).

2.3.3. Proceso

Una vez en planta, el proceso de producción del agregado puede dividirse en las

(30)

Figura N° 2: Etapas del proceso de producción de agregados reciclados en planta (Pinochet, 2011)

Control de entrada

El control de admisión de realiza en una báscula que pesa el camión con los

residuos mientras se hace el registro de su origen y la inspección visual que

determina su aceptación o su rechazo (Pinochet, 2011).

Separación de entrada

Los residuos mixtos aceptados son sometidos a un tratamiento previo de

separación. Éstos se vierten en un área apropiada y se procede a la separación

manual y/o mecánica de las fracciones más voluminosas que se acopian en sus

áreas correspondientes. Los materiales tóxicos y peligrosos también son

separados y depositados en contenedores indicados al uso.

(31)

Precribado

El precribado es un proceso mecánico de control de tamaño de los áridos y otros

materiales que ocurre después del control y la separación de entrada. De los

materiales que entran, las partículas más finas (el rechazo) son recogidas y

sometidas a una posterior reducción con auxilio de martillos. El producto es

almacenado y comercializado tal cual para aplicaciones más sencillas. Este

proceso es importante para conseguir una mayor regularidad en el tamaño de los

materiales, eliminando las partículas y los áridos más pequeños que no necesitan

ser machacados, resulta en un ahorro de energía y tiempo de procesamiento,

iniciando el proceso de separación (Pinochet, 2011).

Clasificación y limpieza

Una posterior selección mecánica a través de un tambor o de una criba permite

separar diferentes fracciones de residuo según su granulometría. Las fracciones

superiores al diámetro de la malla del tambor pasan a una última separación

manual en la cabina de selección donde se eliminan elementos no deseados de

forma clasificada. Un proceso de lavado o soplado para completar la separación

de elementos como plásticos, maderas o papeles, permite limpiar el material de

elementos contaminantes. (Pinochet, 2011).

Trituración primaria y/o secundaria

El material obtenido pasa a la línea del triturador primario. El molino de impactos

permite una trituración secundaria que produce un árido reciclado de diferentes

granulometrías, todas ellas, excelentes para el sector de la construcción

(Pinochet, 2011).

Cribado y acabado

Finalmente y a través de cintas el material se somete a una segunda criba donde

los áridos reciclados serán acopiados según sus granulometrías. (Pinochet,

(32)

CAPÍTULO III: PROPIEDADES DEL AGREGADO RECICLADO

Todos los ensayos físicos y mecánicos, se han llevado a cabo en el Laboratorio

de Ensayo de Materiales de la Universidad Nacional de Ingeniería. Cada uno de

los valores que se muestran, es el resultado del promedio de 03 ensayos.

3.1. AGREGADO NATURAL Y AGREGADO RECICLADO

El agregado fino natural usado es arena gruesa natural, libre de materia orgánica

y sales, pues la composición mineralógica y las características que presentan

afectan el comportamiento del mortero en estado fresco y endurecido.

Figura N° 03: Agregado natural

Fuente: Elaboración propia

El agregado reciclado usado es la obtenida de la trituración de probetas de

concreto que ya habían sido ensayadas, probetas indistintas de la resistencia

para las que fueron diseñadas, el medio para la trituración fue manual, con el uso

de combas de diferente tamaño, éste material se almacenó en costales, usándose

(33)

Figura N° 04: Obtención de agregado reciclado

3.1.1. Granulometría

La granulometría es la distribución de las partículas que caracteriza a un material

granular con diferentes tipos o tamaños de partículas. Su distribución se expresa

como la relación en porcentaje de los diferentes tamaños presentes en un tipo

determinado de árido. Se detalla el procedimiento y los resultados del ensayo de

granulometría y módulo de finura del agregado fino según la NTP 400.012.

3.1.1.1. Procedimiento de ensayo:

1. Dejar secar al horno (110°C ± 5°C) una muestra de la arena gruesa mayor

a 3 kg.

2. Luego de que la muestra esté totalmente seca, dejar enfriar alrededor de

15 minutos, para luego proceder con el método del cuarteo para obtener

una muestra representativa del conjunto.

3. Se toma una muestra de 500 g, la cual será colocada en pila de tamices,

los cuales estarán dispuestas en orden decreciente según el tamaño de la

abertura, colocar en la máquina de vibrado y ponerlo en funcionamiento

(34)

4. Cálculos: Se anotará los pesos retenidos en cada malla para obtener como resultados el porcentaje retenido acumulado en cada tamiz,

referidos al total de la muestra. También se calculará el módulo de fineza,

empleando la siguiente fórmula:

M. F. =∑ %𝑅𝑒𝑡. 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 [3+1 1

2+ 3/4" + 3/8" + N°4 + N°8 + N°16 + N°30 + N°50 + N°100] 100

5. Herramientas y equipos:

 Horno de laboratorio, con una temperatura máxima de 200°C.  Bandeja de metal, badilejo, espátula, guantes.

 Balanza electrónica digital con precisión de 0.5g.  Tamices N°4, N°8, N°16, N°30, N°50, N°100, fondo.  Máquina vibradora.

Figura N° 05 : Tamizado para granulometría del agregado natural

3.1.1.2. Resultados:

Los resultados obtenidos se expresan en la tabla a continuación como

porcentajes de material acumulado que pasan por cada tamiz. Estos porcentajes

(35)

 AGREGADO NATURAL

Tabla N° 02: Ensayo de granulometría en agregado natural

AGREGADO NATURAL

Cálculo del módulo de fineza:

M. F. =[0.00 + 1.50 + 6.00 + 24.20 + 49.70 + 72.40 + 90.50]

(36)

Gráfico N° 1: Curva granulométrica de arena natural

El valor obtenido del ensayo de granulometría para el agregado fino natural

tamizado se encuentra dentro de los límites establecidos en la ASTM C-144 (Ver

Gráfico N° 1), no se tiene retenido más del 50% entre dos mallas consecutivas y

el módulo de fineza se encuentra dentro del rango establecido de agregado fino

para mortero de albañilería en la NTE E-0.70 de albañilería. Teniendo estos

resultados satisfactorios, continuamos con los siguientes ensayos de propiedades

físicas del agregado fino tamizado.

(37)

 AGREGADO RECICLADO

Tabla N° 03: Ensayo de granulometría en agregado natural

AGREGADO RECICLADO

Calculo del módulo de fineza:

M. F. =[0.00 + 0.70 + 36.10 + 59.70 + 72.90 + 80.90 + 95.40]

(38)

Gráfico N° 2: Curva granulométrica de arena reciclada

El valor obtenido del ensayo de granulometría para el agregado fino reciclado

tamizado no se encuentra dentro de los límites establecidos en la ASTM C-144

(Ver Gráfico N° 2), se tiene retenido un 59% entre la malla N°8 y N°16 siendo

mayor al recomendado, el módulo de fineza tampoco se encuentra dentro del

rango establecido de agregado fino para mortero de albañilería en la NTE E-0.70

de albañilería; pero se continuará trabajando con éste material sin su alteración,

ya que el presente estudio radica en ver el comportamiento o la influencia de ésta

en la obtención de mortero reciclado. Continuamos con los siguientes ensayos de

propiedades físicas del agregado fino tamizado.

3.1.2. Peso unitario

El peso unitario es el peso de la unidad de volumen de material en las condiciones

de compactación y humedad que se efectúa el ensayo, expresada en (kg/m3).

Puede realizarse el ensayo sobre agregado fino y agregado grueso. Se detalla el

procedimiento y los resultados del ensayo de peso unitario suelto y compactado

(39)

3.1.2.1. Peso unitario suelto (PUS)

Se denomina PUS cuando para determinarla se coloca el material seco

suavemente en el recipiente hasta el punto de derrame y a continuación se nivela

a ras una carilla. El concepto PUS es importante cuando se trata de manejo,

transporte y almacenamiento de los agregados debido a que estos se hacen en

estado suelto. Se usará invariablemente para la conversión de peso a volumen,

es decir para conocer el consumo de áridos por metro cúbico de hormigón.

Procedimiento de ensayo:

1. La muestra debe estar seca, se realiza el procedimiento de cuarteo de la

arena y se pesa el recipiente de volumen 1/10 pie3_{, el cual debe estar seco}

y limpio.

2. Se llena el recipiente con una lampa o badilejo, de tal manera que el

agregado se deje caer de una altura aproximada de 5 cm por encima del

balde, este llenado se realizará en una sola capa, sin golpear o chucear.

Finalmente se enrasa suavemente el balde con la varilla metálica para

eliminar el exceso (Ver Figura N° 06).

3. Cálculos: Se determina la masa del recipiente más su contenido (Arena

Gruesa) y se registra ese valor.

P. U. S. = WM.S. (Kg) V_Recipiente(m3₎

W M.S. : Peso del material suelto

V Recipiente : Volumen de recipiente

P.U.S. : Peso Unitario Suelto

4. Herramientas y equipos:

(40)

 Varilla de compactación lisa de 5/8” de diámetro, de 60 cm de longitud

y punta roma.

 Balanza electrónica digital con una aproximación al décimo de gramo.  Lampa o badilejo.

Figura N° 06: Procedimiento para hallar el P.U.S. de agregados

Resultados

Los resultados obtenidos del ensayo de peso unitario suelto se pueden

visualizar en la tabla N° 04.

Tabla N° 04: Valores de ensayo de peso unitario compactado

(41)

Según los resultados el agregado reciclado tiene un menor peso unitario suelto

(90.37% con respecto al agregado natural), debido a que su distribución

granulométrica no es uniforme y contiene porcentaje retenido más del 50% entre

dos mallas consecutivas, por la que los granos no se acomodan bien y habría

espacios vacíos.

3.1.2.1. Peso unitario compactado

Se denomina P.U.C. cuando los granos han sido sometidos a compactación

incrementando así el grado de acomodamiento de las partículas de agregado y

por lo tanto el valor de la masa unitaria. El P.U.C. es importante desde el punto

de vista de diseño de mezclas ya que con él se determina el volumen absoluto de

los agregados por cuantos estos van a estar sometidos a una compactación

durante el proceso de colocación del mortero o concreto. Este valor se usará para

el conocimiento de volúmenes de materiales apilados y que estén sujetos a

acomodamiento o asentamiento provocados por él, tránsito sobre ellos o por la

acción del tiempo.

Procedimiento de ensayo:

1. La muestra debe estar seca, se realiza el procedimiento de cuarteo de la

arena y se pesa el recipiente de volumen 1/10 pie3_{, el cual debe estar seco}

y limpio.

2. Se llena el recipiente con la muestra hasta un tercio de su capacidad y se

nivela la superficie con los dedos. Se efectúa la compactación de la capa

de agregado (Arena Gruesa) mediante 25 golpes de la varilla distribuidos

uniformemente en toda la superficie del material.

3. Se continúa el llenado del recipiente hasta 2/3 de su capacidad y se

compacta esta segunda capa con 25 golpes de varilla, sin penetrar en la

(42)

4. Finalmente, se vuelve a llenar el recipiente hasta que desborde y se

compacta con 25 golpes de la varilla, sin penetrar en la capa previa ya

compactada y se nivela la capa superficial del agregado en forma manual

utilizando la varilla, de manera de enrasarla con el borde superior del

recipiente.

5. Cálculos: Se determina la masa del recipiente más su contenido (Arena

Gruesa) y se registra este valor.

P. U. C. = WP.C. (Kg) V_Recipiente(m3₎

W M.C. : Peso del material compactado

V Recipiente : Volumen de recipiente

P.U.C. : Peso Unitario Compactado

 Horno de laboratorio, con una temperatura máxima de 200°C.  Recipiente metálico de 1/10 pie3_{de capacidad.}

y punta roma.

(43)

Figura N° 07: Procedimiento para hallar el P.U.C. de los agregados.

Resultados

Los resultados obtenidos del ensayo de peso unitario compactado se

pueden visualizar en el Tabla N° 05.

Tabla N° 05: Valores de ensayo peso unitario compactado

(44)

Según los resultados el agregado reciclado tiene un menor peso unitario

compactado (89.55% con respecto al agregado natural), debido a que su

distribución granulométrica no es uniforme, por lo que los granos no se acomodan

ni con los golpes que se dan, quedando espacios vacíos; mientras que el

agregado natural con el que se trabajó y la que recomienda la norma técnica

peruana posee distribución uniforme por lo que hay menos espacios vacíos.

3.1.3. Contenido de humedad

La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación, expresada como

porcentaje, del peso de agua en una masa dada de suelo, al peso de las partículas

sólidas (MTC, 2016).

3.1.3.1. Procedimiento de ensayo:

1. Obtener una muestra representativa del agregado mediante cuarteo

(ASTM-C702).

2. Se procede a tomar el peso requerido de acuerdo a lo indicado en la

TABLA N°06

Tabla N° 06: Cantidades mínimas de agregados para el ensayo de la malla N°200

(45)

3. Colocar la muestra en el horno en estado natural, empleando un recipiente

adecuado y revolviendo la muestra para evitar un sobrecalentamiento

localizado, ello a una temperatura de 110°C ± 5°C por un periodo de 24

horas o hasta conseguir un peso constante.

4. Cálculos: Sacar del horno y dejar al aire por una hora, luego pesar la muestra seca.

H(%) = (Wh − W s)

W s ∗ 100

W h : Peso del agregado en estado húmedo

W s : Peso del agregado en estado seco

W h –W s : Peso del agua retenida en el agregado en condiciones

naturales

H (%) : Porcentaje de humedad del agregado ensayado

 Horno de laboratorio, con una temperatura máxima de 200°C.  Recipiente metálico de 1/10 pie3_{de capacidad.}

y punta roma.

(46)

Figura N° 8: Muestras para ensayo de Contenido de Humedad

3.1.3.2. Resultados

Los resultados obtenidos del ensayo de contenido de humedad se pueden

visualizar en la tabla N° 07.

Tabla N°07: Valores de ensayo contenido de humedad

ENSAYO AGREGADO NATURAL

ENSAYO AGREGADO RECICLADO

N°1 N°2 N°3 N°1 N°2 N°3

W h 500 500.1 499.8 W h 500.7 504.8 501.7

W S 483.3 484 483.4 W S 476.6 480 477.8

W h – W S 16.7 16.1 16.4 W h – W S 24.1 24.8 23.9

H (%) 3.46% 3.33% 3.39% H (%) 5.06% 5.17% 5.00%

H (%) = 3.39 % H (%) = 5.08 %

El agregado reciclado contiene 5.08% de humedad mientras que el agregado

natural (3.39%), siendo mayor debido a las condiciones ambientales en las que

(47)

3.1.4. Peso específico y absorción.

El peso específico es la relación, a temperatura estable, entre la masa de un

volumen unitario de material y la masa del mismo volumen de agua destilada libre

de gas, se expresa como densidad en kg/m3_.

La absorción es la cantidad de agua absorbida por el agregado después de haber

sido sumergido durante 24 horas. Se expresa como porcentaje del peso seco. El

procedimiento se realiza de acuerdo a la NTP 400.022.

1. Obtener una muestra del agregado fino en estado natural mediante el

método del cuarteo.

2. Saturar una muestra mayor de 1 kg por 24 +/- 4 horas en un balde de

tamaño mediano, tal que el agua cubra y sobre pase el total de la muestra.

3. Luego de saturar la muestra por aproximadamente 24 horas, se retira el

agua en exceso, teniendo especial cuidado en no eliminar partículas finas,

para luego colocarlo sobre un pliego de plástico para dejarlo secar a una

temperatura ambiente, también para acelerar el proceso se puede utilizar

una olla y una estufa, de tal manera que se obtenga el estado Saturado

Superficialmente Seco.

Observación: Para comprobar el estado saturado superficialmente seco

del agregado fino, se realiza el ensayo del cono, como se describe a

continuación.

 Se toma una muestra de 500g para llenar el molde metálico

tronco-cónico hasta rebasar su capacidad, luego ligeramente apisonar el

agregado fino en el molde con 25 golpes ligeros del apisonador,

permitiendo dejar caer libremente el apisonador distribuyendo los

(48)

 Limpiar la arena suelta de la base y levantar el molde

verticalmente.

 Si la humedad superficial está aún presente, el agregado fino

conservará la forma del molde (por lo que requerirá seguir secando

en la estufa).

 Si la muestra está seca, el agregado fino se desmoronará por

completo lo que indica que la muestra ha sido secada más allá de

la condición de saturación con superficie seca, se recomienda

agregar algunos mililitros de agua, mezclar y dejar reposar 30 min

para repetir el ensayo del cono una vez más.

 Si la muestra está en el estado saturado superficialmente seco, el

agregado fino tendrá un leve desmoronamiento superficial, el cual

indica que ha alcanzado la condición de superficie seca.

4. Introducir de inmediato en una fiola (Vol = 500 cc,) una muestra de 500 g

del material saturado superficialmente seco, llenar con agua hasta

alcanzar aproximadamente el 90% de la capacidad de la fiola de 500 cc.

Luego se hace rodar el frasco sobre una superficie plana para eliminar las

burbujas de aire, por un tiempo estimado de 15 minutos (Ver Figura N°

09).

5. Se deja reposar para luego llenar el total de la capacidad de la fiola (500

cc), para determinar el peso total del agua introducida en el frasco con una

aproximación de una décima de gramo.

6. Extraer todo el material dentro de la fiola y colocarlo en un recipiente,

dejarlo secar al horno a una temperatura de 105°C +/- 5°C durante

aproximadamente 24 horas. Para luego poder pesarlo.

(49)

𝑃. 𝐸.𝑀𝑎𝑠𝑎=

𝑊_𝑆

(𝑉𝐹𝑖𝑜𝑙𝑎− 𝑊𝐴𝑔)

8. Para el cálculo del peso específico de masa saturado superficialmente

seco (SSS) se utiliza la siguiente fórmula:

𝑃. 𝐸._{𝑀𝑎𝑠𝑎}_𝑆𝑆𝑆= 500 (𝑉_{𝐹𝑖𝑜𝑙𝑎}− 𝑊_𝐴𝑔)

9. Para el cálculo del peso específico aparente se utiliza la siguiente fórmula:

𝑃. 𝐸._{𝐴𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒}= 𝑊𝑆

[(𝑉𝐹𝑖𝑜𝑙𝑎− 𝑊𝐴𝑔)− (500 −𝑊𝑆)]

10. Para el cálculo del porcentaje de absorción se utiliza la siguiente fórmula.

%Abs =(500 − A)

P.E. masa sss : Peso específico de masa saturado superficialmente seco

P.E. masa : Peso específico de masa

%Abs : Porcentaje de absorción

 Horno de laboratorio, con una temperatura máxima de 200°C.

(50)

 Molde cónico metálico, de 40 mm de diámetro en la parte superior, 90

mm de diámetro en la parte inferior y 75 mm de altura.

 Barra compactadora de metal, de peso aproximado de 340 g, con un

extremo de superficie plana circular de 25 mm de diámetro.

 Estufa con la capacidad de mantener una temperatura de 110°C +/-

5°C.

 Embudo, pipeta y badilejo.

Figura N° 9: Procedimiento de ensayo para hallar el peso específico y porcentaje de absorción

(51)

Tabla N° 08: Valores de ensayo peso específico y absorción

El peso específico de masa del agregado reciclado es mayor que del agregado

natural y se observa que también el porcentaje de absorción del agregado

reciclado es muy alto a comparación del agregado natural, esto podría ser debido

a que posee una gran cantidad de finos los cuales retienen mayor cantidad de

agua.

3.1.5. Porcentaje de finos

El material que pasa la malla N°200 es un material muy fino constituido por arcilla

y limo, se encuentra mezclado con la arena recubriendo el agregado grueso y en

exceso resulta ser nocivo para el mortero o concreto, ya que disminuye la

adherencia del agregado con la pasta e incrementa los requerimientos de agua

en la mezcla afectando así su resistencia. Por otro lado, un adecuado porcentaje

de éste material (piedra: máximo 1%, arena: máximo 5%) favorece la

(52)

1. Con la muestra seca, dependiendo del tamaño máximo nominal del

agregado, se pesa en cantidad cercana a la indicada en la tabla 09:

Tabla N° 09: Cantidades mínimas de agregado para el ensayo de la malla N° 200

TAMAÑO MÁXIMO

Fuente: MTC - Manual de Ensayo de Materiales.

2. Colocar el material en el recipiente y agregar agua hasta cubrir la muestra

por completo.

3. Lavar la muestra cuidadosamente con la yema de los dedos.

4. Colocar el tamiz N°16 sobre el tamiz N°200.

5. Verter agua de lavado en los tamices teniendo cuidado que no se pierdan

partículas.

6. Repetir la operación hasta que las aguas de lavado sean cristalinas.

7. Con un chorro de agua se reintegra a la muestra el material retenido en

ambos tamices.

8. Se deja reposar la muestra durante 20 minutos y con la ayuda de una

pipeta se elimina el agua en exceso.

(53)

10. Pesar la muestra con una aproximación de 0.1 g.

11. Cálculos: Se utiliza la siguiente fórmula.

% Que pasa N°200 = (𝑊1− 𝑊2) 𝑊₁ ∗ 100

W 1 : Peso seco original

W 2 : Peso seco después del lavado

 Horno de laboratorio, con una temperatura máxima de 200°C.

 Balanza electrónica digital, con una aproximación al décimo de gramo.

Figura N° 10: Procedimiento de ensayo para calcular el porcentaje que pasa la malla N°200

(54)

Tabla N° 10: Valores de ensayo de porcentaje de finos que pasan la mallan N° 200

menores a 5% que es el permitido por la Norma Técnica Peruana, mientras que

para el agregado reciclado es mayor, esto podría ser debido que cuando se tritura

el concreto se obtienen cantidades de cemento que no aglomeraron bien cuando

se preparó la mezcla de concreto.

Tabla N° 11: Resumen de propiedades de ambos agregados

RESUMEN DE

FINOS QUE PASAN LA MALLA

N°200 % 4.32 9.36

Resultados generales:

(55)

 El agregado reciclado tiene un menor peso unitario suelto, podría ser

debido a que su distribución granulométrica no es uniforme y contiene

porcentaje retenido más del 50% entre dos mallas consecutivas, por la

que los granos no se acomodan bien y habría espacios vacíos.

 El agregado reciclado tiene un menor peso unitario compactado, podría

ser debido a que su distribución granulométrica no es uniforme, por lo que

los granos no se acomodan ni con los golpes que se dan, quedando

espacios vacíos; mientras que el agregado natural con el que se trabajó y

la que recomienda la norma técnica peruana posee distribución uniforme

por lo que hay menos espacios vacíos.

 El agregado reciclado se encuentra con mayor humedad debido a las

condiciones ambientales en las que estuvo expuesta.

 El peso específico de masa del agregado reciclado es mayor que del

agregado natural y se observa que también el porcentaje de absorción del

agregado reciclado es muy alto a comparación del agregado natural, esto

podría ser debido a que posee una gran cantidad de finos los cuales

retienen mayor cantidad de agua.

 El porcentaje de finos que pasan la malla N° 200 del agregado natural son

menores a 5% que es el permitido por la Norma Técnica Peruana,

mientras que para el agregado reciclado son mayores, esto podría ser

debido que cuando se tritura el concreto se obtienen cantidades de

cemento que no aglomeraron bien cuando se preparó la mezcla de

concreto.

(56)

CAPÍTULO IV: PROPIEDADES DEL MORTERO RECICLADO

4.1. DISEÑO

Las propiedades esenciales que debe cumplir todo concreto o mortero,

independientemente que sea uno convencional o no, la cual nos hace pensar que

el proceso de dosificación se ha realizado de manera correcta son la

trabajabilidad, resistencia y durabilidad. Siendo así que durante su estado fresco

éste debe ser lo suficientemente dócil para permitir una fácil aplicación según

determinen las circunstancias, y en su estado endurecido debe ser capaz de

proporcionar cierta resistencia requerida, generalmente a compresión.

Para ello se presentará la caracterización de dos muestras representativas con

sustituciones parciales del 25% y 50 % del agregado natural por agregado

reciclado y una de un agregado convencional, donde se evaluarán, entre otras,

las distintas propiedades que los agregados confieren al mortero durante su

estado fresco y endurecido.

Con el objetivo de encontrar un mortero de buena trabajabilidad con el mayor

grado de resistencia se ha trabajado con 3 diseños de relaciones diferentes de

agua/cemento, en cada diseño se tiene un mortero convencional y sustituciones

de arena natural por arena reciclada al 25, 50, 75 y 100%; por lo que se ha

trabajado con un total de 15 dosificaciones. Los ensayos realizados fueron:

Tabla N° 12: Ensayos realizados al mortero

ENSAYO CANT. POR

COMPRESION 12 180 NTP 334.051

MORTERO ENDURECIDO

ENSAYO A

(57)

En cada dosificación la relación en peso seco de cemento: arena que se ha usado

es de 1:2,75 recomendada por la N.T.E. E-070 de Albañilería para muros

portantes, cabe resaltar que se ha considerado la humedad y absorción de los

agregados para el reajuste de los pesos respectivos y demás valores que se

muestran en la tabla N° 13.

Tabla N° 13: Resumen de propiedades físicas de la arena para el diseño del mortero.

UNID. AGREGADO

La nomenclatura que se ha utilizado para la identificación de cada mezcla, está

relacionado a las muestras patrón y al porcentaje de sustitución de arena natural

por arena reciclada.

MP-1 : Mortero patrón N° 1

MR1-25% : Mortero reciclado N° 1 con sustitución del 25%

(58)

El primer diseño se tomó partiendo que la fluidez del primer mortero patrón

(MP-1) se encuentre en el rango de 110 ± 5 como indica la norma técnica peruana, los

otros dos diseños se tomaron con relaciones de mayor y menor relación

agua/cemento como se muestra en la tabla N° 14

Tabla N° 14: Muestras de mortero

Cantidad de agua por bolsa de cemento (Lts)

(59)

4.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

4.2.1. Dosificaciones

Los siguientes datos que se muestran son dosificaciones por bolsa de cemento

(42.5 Kg) y considerando reajustes en pesos por contenido de humedad y

absorción para agregado natural (+1.08%) y para agregado reciclado (-3.20%);

con las relaciones en peso que se muestran:

4.2.1.1. Diseño N° 1:

Tabla N° 15: Valores de dosificación del primer diseño

PESO SECO (Kg) PESO POR

REAJUSTE (Kg) PESO FINAL (Kg)

(60)

4.2.1.2. Diseño N°2:

Tabla N° 16: Valores de dosificación del segundo diseño

(61)

Tabla N° 17: Valores de dosificación del tercer diseño

AGR.

Se observa que para los tres diseños mantenemos fijo la relación Arena/Cemento

de 2.75 y solo variamos la cantidad de agua, variando así la relación

Agua/Cemento. Los valores mostrados son valores por bolsa de cemento, para

los ensayos en laboratorio se hizo en menor cantidad, pero manteniendo las

relaciones mencionadas.

4.2.2. Preparación de los materiales y herramientas

4.2.2.1. Materiales

Los materiales componentes; cemento, arena natural, arena reciclado y agua son