Caracterización de las propiedades mecánicas de los adoquines fabricados a base a de RCD Y Residuos agroindustriales

Vista previa del material en texto

CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y FÍSICAS DE LOS ADOQUINES COMPUESTOS CON RESIDUOS AGROINDUSTRIALES Y RCD (RESIDUOS DE DEMOLICIÓN Y CONSTRUCCIÓN )
Integrantes:
Sebastián Arroyo
Fernando Solar
Juan A. Tirado
Andrés F. Carriazo
Los Eco-adoquines a fabricar serán sometidos a los diferentes ensayos descritos por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, para determinar si son adecuados para la implementación en senderos peatonales de la Universidad de Córdoba. 
La realización de los ensayos se llevarán a cabo basándonos en las normas NTC 2017, para los ensayos de absorción de agua y flexotracción, la NTC 5147 para el ensayo de abrasión, la NTC 673 y NTC 3708 para el ensayo de compresión.
INTRODUCCIÓN
‹#›
OBJETIVOS 
Caracterizar las propiedades mecánicas y físicas de Eco-adoquines con refuerzo de residuos agro-industriales (fibra del mesocarpio del coco y cascarilla de arroz) y residuos de construcción y demolición (RCD) para material compuesto. 
OBJETIVO ESPECÍFICO
Realizar los ensayos de absorción de agua, abrasividad, compresión y flexotracción a las mezclas cilíndricas y adoquines basándonos en las Normas Técnicas Colombianas (NTC) para determinar propiedades físicas y mecánicas. 
Comparar los resultados obtenidos de los diversos ensayos realizados en los adoquines convencionales y los Eco-adoquines.
Analizar si los resultados obtenidos por medio de los ensayos cumplen con los lineamientos planteadas por las ICONTEC para uso peatonal en la universidad de córdoba. 
‹#›
JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA 
Los Eco-adoquines fabricados contienen diferentes porcentajes de la mezcla de sus componentes, diferente a los adoquines tradicionales por lo que se espera un cambio en las propiedades químicas, físicas y mecánicas. 
Es importante determinar si este cambio genera mejoras en las propiedades del eco adoquín o afecta estas mismas. Por lo tanto la realización de los ensayos planteados por las NTC busca mantener los parámetros establecidos para garantizar la función idónea del eco adoquín. 
‹#›
METODOLOGÍA 
Se analizará el comportamiento de los eco-adoquines por medio de los ensayos prescritos en las Normas Técnicas Colombianas definidas por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación. Lo que nos permitirá verificar las condiciones a las que estará sometido el adoquín cuando salga al mercado. Las normas correspondiente a cada ensayo son:
Ensayo de absorción de agua bajo la norma NTC 2017. 
Ensayo de flexotracción bajo la norma NTC 2017.
Ensayo de Comprensión bajo la norma NTC 673 y NTC 3708.
Ensayo de abrasión bajo la norma NTC 5147.
‹#›
TAMAÑO DE LOTE Y MUESTRA 
La evaluar las propiedades de adsorción de agua y flexotracción (NORMA NTC 2017) indica que se deben tomar al azar cinco unidades de adoquines del lote de producción de 10.000 unidades máximo de igual características.
Figura 1. Adoquines fabricados en la empresa Arcaribe Postel S.A.S en Sincelejo, Córdoba 
Tomada de: (Autores, 2021)
‹#›
ENSAYO DE ABSORCIÓN DE AGUA (NORMA NTC 2017)
Se utilizaran 5 muestras por lote (25 muestras), posterior a la toma de sus medidas. Se hará usos de una balanza de sensibilidad (1 g), un horno ventilado (100 °C a 115 °C) con un volumen 2,5 mayor a de los adoquines y un recipiente para sumergirlos. 
Figura 3. Horno de Secado para Laboratorios
Tomada de: (UTEST, 2022)
Figura 2. Inmersión y pesado de adoquines
Tomada de: (Jaimes & Torres, 2018)
‹#›
ABSORCIÓN DE AGUA (Aa)
Para cada uno de los cinco adoquines se deben calcular la absorción de agua con la siguiente ecuación, (aproximación de 0.1%) :
Al finalizar todo este procedimiento, las NTC 2017 especifican que “los adoquines de concreto deben tener una absorción de agua total (para todo el volumen del espécimen) no superior a 7% como valor promedio para los especímenes de las muestras”. 
‹#›
DENSIDAD (D) 
Posterior al secado de los adoquines y a la obtención de la absorción de agua a la muestra de los cinco adoquines, se debe determinar la densidad de estos con la siguiente ecuación:
‹#›
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXOTRACCIÓN (NORMA NTC 2017)
Se tomarán 5 especímenes por lote (5) dando un total de 25 especímenes, preferiblemente los 5 que se utilizaron para el ensayo de absorción de agua, además se necesitará un equipo capaz de ejercer fuerzas de 20kN para la realización de este ensayo.
Figura 4. Configuración del Ensayo Flexotracción 
Tomada de: (Aire et al, 2013)
‹#›
PROCEDIMIENTO
Cada espécimen se debe colocar en la máquina de ensayo con la superficie de apoyo hacia abajo, de tal manera que el elemento superior coincida con el rectángulo inscrito. 
La carga se debe aplicar a una velocidad tal que produzca un aumento en el esfuerzo cercano a 0,5 MPa/s, o sea un tiempo de ejecución de ensayo de 10s para 5 MPa y de esta forma ir aumentando hasta que el adoquín falle. (NTC 2017, 2004) 
Figura 5. Máquina de Ensayo de Compresión
Tomada de: (Parrón vera M, 2007)
‹#›
MÓDULO DE ROTURA
Para cada adoquín se debe calcular el módulo de rotura de la siguiente forma:
‹#›
Además los especímenes deben cumplir con la siguientes condiciones tabuladas en la tabla, de no hacerlo se evaluarán las muestras testigos y si en caso tal tampoco cumplan, el lote se considerará inservible.
Tabla 1. Requisitos de resistencia a la flexotracción (módulo de rotura (Mr))
Tomada de: (NTC 2017, 2004)
‹#›
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN (NORMAS INV E 426 -13)
Se tomarán 3 probetas equivalentes a un adoquín entero y 3 equivalentes a medio adoquín por cada mezcla dando un total de 15 grandes y 15 pequeños a los que se les aplican cargas a una velocidad de movimiento de 0,25 MPa/s ± 0,05 Mpa/s (35 psi/s ± 7 psi/s)
La velocidad de movimiento designada debe ser mantenida durante al menos durante la última mitad de la fase de carga. 
Figura 6. Máquina de Ensayo de Compresión
Tomada de: (DUMONT, 2022)
‹#›
¿EN QUÉ CONSISTE? 
El ensayo consiste en utilizar 3 muestras, a menos que el área de la sección transversal sea superior a 260 cm2, el ensayo se realizará en todo el compuesto cilíndrico. Los adoquines se fabrican para que no se supere este número, por lo que siempre se revisa todo el detalle. 
Figura 7a. Carga sobre elementos de baja esbeltez 
Tomado de:( Barbosa et al., 2010)
Figura 7b. Interponiendo una lámina de teflón sobre la superficie engrasada Tomado de:( Barbosa et al., 2010)
‹#›
PROCEDIMIENTO
A los efectos del control de calidad, la producción de máquinas pavimentadoras se divide en lotes de no más de 5000 pavimentadoras.
Se realiza con 3 adoquines completos y 3 medias partes por lote. La resistencia a la compresión individual de cada adoquín de pavimento se calcula dividiendo la carga de prueba máxima por la sección transversal nominal de la muestra.
La sección transversal nominal de cada tipo de apilador se define como el producto de sus dimensiones nominales como se ilustra
Figura 8. Relación de tamaño adoquín entero y medio adoquín. 
Tomado de (Vila, P., Pereyra, M. N., & Gutiérrez, Á.. 2017)
‹#›
Figura 9. Esquema del análisis. 
Tomado de (Vila, P., Pereyra, M. N., & Gutiérrez, Á.. 2017)
‹#›
Tabla 2. Requisitos para el uso de almohadillas de policloropreno (neopreno)
Tomada de: (NTC 3708, 2019)
‹#›
ENSAYO DE ABRASIÓN 
En este ensayo se tomarán 5 adoquines por lote, los cuales pasarán por una prueba de desgaste, bajo condiciones controladas, la cual consiste en un flujo de arena tangencial a la superficie y la cara lateral de un disco metálico, aplicando presión sobre él. Esto produce una huella, la forma de la superficie curva del disco de metal, cuya longitud resultante es inversamente proporcional a la resistencia al desgaste de la muestra. muestra.
Figura 10. Máquina de Ensayo de abrasión
Tomada de: (Jiménez Yeilin, 2009)
‹#›
Según la NTC 2017
El valor promedio de la longitud de huella de cinco especímenes sometidos al método de ensayo descrito previamente, no podrá superar 23 mm como se establece en la NTC 5147Figura 11. Esquema del Aparato para el ensayo de abrasión
Tomada de: (NTC 5147, 2002)
‹#›
BIBLIOGRAFÍA 
Aire, Carlos & Aguado, Antonio & Molins, Climent. (2013). Método de doble punzonamiento de tracción indirecta para concreto reforzado con fibra: Ensayo Barcelona. Double punch test to evaluate indirect tensile strength of fiber reinforced concrete: Barcelona test. Serie INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
Torres Cervera, K. P. & Jaimes Leal, L. Á. (2019). Aprovechamiento del grano de caucho reciclado para la elaboración de adoquines ecológicos como una nueva alternativa a la industria constructiva. Revista Politécnica (29), 33–44. https://doi.org/10.33571/RPOLITEC.V15N29A3</div>
Barbosa, C., Hanai, J., Lourenço, P.,“Numerical validation of compressive strength prediction for hollow concrete blocks”, in: 8th International Masonry Conference 201. (Dresden, Germany) (2010), pp. 1625-1634. http://hdl.handle.net/1822/17279.
‹#›
BIBLIOGRAFÍA 
Vila, P., Pereyra, M. N., & Gutiérrez, Á.. (2017). Resistencia a la compresión de adoquines de hormigón. Resultados tendientes a validar el ensayo en medio adoquín. Revista ALCONPAT, 7(3), 247-261. https://doi.org/10.21041/ra.v7i3.186
ICONTEC. (2002). MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA ABRASIÓN DE MATERIALES PARA PISOS Y PAVIMENTOS, MEDIANTE ARENA Y DISCO METÁLICO ANC Y DISCO METÁLICO ANCHO
ICONTEC. (2004). ADOQUIN EN CONCRETO PARA PAVIMENTO. 
ICONTEC. (2010)-ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO.
‹#›
BIBLIOGRAFÍA 
ICONTEC. (2019). CONCRETOS. USO DE REFRENTADO NO ADHERIDO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE CILINDROS DE CONCRETO ENDURECIDO
‹#›