EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL POLIETILENO TEREFTALATO (PET) COMO MATERIAL ALTERNATIVO PARA LA CONSTRU

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EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL POLIETILENO TEREFTALATO (PET) COMO 
MATERIAL ALTERNATIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE BORDILLOS EN 
VÍAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRESENTADO POR: 
 MARIA CAMILA ZAMBRANO BELLO - 504846 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2018 
EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL POLIETILENO TEREFTALATO (PET) COMO 
MATERIAL ALTERNATIVO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE BORDILLOS EN 
VÍAS. 
 
 
 
 
 
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE INGERIERO CIVIL 
 
 
 
 
 
PRESENTADO POR: 
 MARIA CAMILA ZAMBRANO BELLO - 504846 
 
 
DIRECTOR: 
MSC. MBA. MARTÍN EDUARDO ESPITIA NERY 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2018 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nota de aceptación: 
______________________________
______________________________
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MARTIN EDUARDO ESPITIA NERY 
Firma del director de proyecto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Firma de jurado 
 
 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
El presente trabajo es dedicado a mis padres por el sacrificio, el esfuerzo, la 
dedicación y el amor que me han brindado a lo largo de mi vida, por ser ellos quienes 
han puesto su vida para formarme y ayudarme a alcanzar mis logros, siendo los 
impulsadores principales para la realización del presente trabajo. Son ellos, Martha 
y Carlos, la motivación de mi vida, los que con ejemplo me han enseñado el poder 
del amor. Gracias por llenarme de sueños y estar ahí para alcanzarlos conmigo. 
 
A mis hermanos, por demostrarme que con disciplina y dedicación las cosas son 
posibles, porque sin duda alguna son quienes me han formado con firmeza ante 
momentos difíciles, y sin pensarlo han dejado lo mejor de sí en mí. Gracias por ser 
mis amigos y guías en mi formación como persona y como profesional. 
 
A mi novio, por brindarme un apoyo imprescindible a lo largo de mi carrera, el cual 
me ayudó a llegar a la culminación de esta, siendo muestra de un amor incondicional 
y mutuo. Gracias por creer en mí y enseñarme a creer en mí. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
En primer lugar, quiero agradecer a mis padres por brindarme el apoyo necesario 
durante mi formación como profesional, pero ante todo como persona, porque su 
apoyo fue parte fundamental para la realización del presente trabajo de grado y para 
el cumplimiento de mis metas. 
También quiero agradecer al ingeniero Martin Eduardo Espitia Nery, por dirigirme y 
guiarme con sus conocimientos durante la realización del presente trabajo de grado, 
gracias por el apoyo y la enseñanza prestada durante este proceso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 14 
ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN .................................................................. 15 
PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .................................... 17 
OBJETIVOS .......................................................................................................... 18 
GENERAL .......................................................................................................... 18 
ESPECÍFICOS ................................................................................................... 18 
1. MARCO TEÓRICO ........................................................................................ 19 
1.1. POLÍMEROS ............................................................................................ 20 
1.1.1. POLIMERIZACIÓN ............................................................................ 20 
1.1.2. CLASIFICACIÓN DE POLÍMEROS ................................................... 21 
1.1.3. POLIETILENO TEREFTALATO (PET) .............................................. 22 
1.2. CONCRETO ............................................................................................. 24 
1.2.1. CEMENTO ......................................................................................... 24 
1.2.2. AGREGADOS.................................................................................... 24 
1.2.3. AGUA ................................................................................................ 26 
1.2.4. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO .......................................... 26 
1.2.5. ELABORACIÓN DE CILINDROS ...................................................... 30 
1.3. TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES ........................ 31 
1.3.1. CARACTERIZACIÓN FISICA DE LAS MATERIAS PRIMAS ............ 31 
1.3.2. CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE LOS CILINDROS .................. 36 
1.3.3. CARACTERIZACIÓN POR MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE 
BARRIDO (SEM) ............................................................................................ 37 
1.4. BORDILLOS ............................................................................................. 39 
2. METODOLOGÍA ............................................................................................ 42 
2.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LAS MATERIAS PRIMAS PARA LAS 
PROBETAS ....................................................................................................... 44 
2.1.1. PROCEDENCIA DE LOS AGREGADOS .......................................... 44 
2.1.2. AGREGADO GRUESO ..................................................................... 45 
2.1.3. AGREGADO FINO ............................................................................ 45 
2.1.4. CEMENTO ......................................................................................... 46 
2.1.5. POLÍMEROS ..................................................................................... 46 
2.2. DISEÑO DE MEZCLA .............................................................................. 46 
2.2.1. CURVA DE RESISTENCIA RELACIONES AGUA – CEMENTO ...... 46 
2.2.2. VALORES APROXIMADOS DEL PORCENTAJE DE AGREGADO 
FINO Y LA CANTIDAD DE AGUA POR M3 DE CONCRETO ....................... 47 
2.3. ELABORACIÓN DE LAS PROBETAS ..................................................... 48 
2.3.1. ASENTAMIENTO .............................................................................. 49 
2.3.2. ELABORACIÓN Y CURADO ............................................................. 49 
2.4. CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE LAS PROBETAS ......................... 49 
2.5. MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO (SEM) ........................... 49 
3. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................... 50 
3.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LAS MATERIAS PRIMAS PARA LA 
FABRICACIÓN DE LAS PROBETAS ................................................................ 50 
3.1.1. AGREGADO GRUESO ..................................................................... 50 
3.1.2. AGREGADO FINO ............................................................................ 52 
3.1.3. CEMENTO ......................................................................................... 54 
3.1.4. PET .................................................................................................... 54 
3.2. DISEÑO DE MEZCLA .............................................................................. 55 
3.3. ELABORACIÓN DE LOS CILINDROS ..................................................... 56 
3.4. CARACTERIZACIÒN MECÀNICA DE LAS PROBETAS ......................... 59 
3.5. MICROSCOPÍA EECTRÓNICA DE BARRIDO ........................................ 61 
CONCLUSIONES .................................................................................................. 74 
RECOMENDACIONES .........................................................................................
76 
REFERENCIAS ..................................................................................................... 77 
 
 
 
 
 
TABLA DE IMÁGENES 
 
Imagen 1. Organización marco teórico. Fuente: Autor. ......................................... 19 
Imagen 2. Proceso para obtener PET. (Muñoz Pérez, 2012). ............................... 23 
Imagen 3. Metodología gráfica en el diseño de mezclas según el método ACI 211. 
(Giraldo Bolivar, 1987). ......................................................................................... 27 
Imagen 4. Muestra de concreto visualizada desde microscopio electrónico de 
barrido (SEM). (Abril & Ramos, 2017). .................................................................. 37 
Imagen 5. Bordillo de concreto (Prefabricados Omega, 2017) .............................. 39 
Imagen 6. Colocación de bordillos con extendedora de encofrado deslizante 
(Manual de extendedoras de concreto con encofrado deslizante, 2009). ............. 40 
Imagen 7. Elementos geométricos de una unidad de bordillo prefabricado (Norma 
Técnica Colombiana-NTC41092, 2008). ............................................................... 40 
Imagen 8. Proceso metodología. Fuente: Autor. ................................................... 43 
Imagen 9. Ubicación planta de producción CONCRESCOL. Fuente: Google Maps.
 .............................................................................................................................. 44 
Imagen 10. Agregado en la planta de producción CONCRESCOL. Fuente: Autor.
 .............................................................................................................................. 45 
Imagen 11. Curva de resistencia relaciones agua - cemento de las mezclas. (Abril 
& Ramos, 2017). ................................................................................................... 47 
Imagen 12. Preparación de la muestra y realización del ensayo de absorción y 
densidad de agregados gruesos. Fuente: propia. ................................................. 51 
Imagen 13. Curva de granulometría. Fuente: propia. ............................................ 52 
Imagen 14. Cono de Abrams y picnómetro con material. Fuente: propia. ............. 53 
Imagen 15. Procedimiento ensayo de densidad y absorción del PET. Fuente: Autor.
 .............................................................................................................................. 55 
Imagen 16. Elaboración cilindros convencionales. Fuente: Autor. ........................ 56 
Imagen 17. Verificación asentamiento mezcla cilindros convencionales. Fuente: 
Autor. ..................................................................................................................... 57 
Imagen 18. Elaboración y curado de cilindros convencionales. Fuente: Autor. .... 57 
Imagen 19. Elaboración de cilindros con 5% PET. Fuente: Autor. ........................ 58 
Imagen 20. Elaboración y curado cilindros con 5% PET. Fuente: Autor. .............. 58 
Imagen 21. Elaboración de cilindros con 10% PET. Fuente: Autor. ...................... 58 
Imagen 22. Elaboración y curado de cilindros con 10% PET. Fuente: Autor. ....... 59 
Imagen 23. Resistencia a la compresión promedio de los cilindros de concreto 
convencional. Fuente: Autor. ................................................................................. 59 
Imagen 24. Resistencia a la compresión promedio de los cilindros de concreto con 
5% PET. Fuente: Autor. ........................................................................................ 60 
Imagen 25. Resistencia a la compresión promedio de los cilindros de concreto con 
10% PET. Fuente: Autor. ...................................................................................... 60 
Imagen 26. Relación de esfuerzos Vs tiempo de fraguado de los cilindros 
convencionales y cilindros con porcentaje PET. Fuente: Autor. ............................ 61 
Imagen 27. Imagen SEM concreto convencional con magnificación X30. Fuente: 
SEM Universidad de los Andes. ............................................................................ 62 
Imagen 28. Imagen SEM limite agregado fino y cemento muestra con 5% PET, 
magnificación X30. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ................................ 62 
Imagen 29. Imagen SEM limite PET y cemento muestra con 5% PET, magnificación 
X30. Fuente: SEM Universidad de los Andes........................................................ 63 
Imagen 30. Imagen SEM limite agregado fino y cemento muestra con 10% PET, 
magnificación X30. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ................................ 63 
Imagen 31. Imagen SEM limite PET y cemento muestra con 10% PET, 
magnificación X30. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ................................ 64 
Imagen 32. Imagen SEM muestra de concreto convencional con agregados de 
forma angular, magnificación X30. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ........ 65 
Imagen 33. Imagen SEM muestra de concreto con 5% PET con agregados de forma 
angular, magnificación X30. Fuente: SEM Universidad de los Andes. .................. 65 
Imagen 34. Imagen SEM muestra de concreto con 10% PET con agregados de 
forma angular, magnificación X30. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ........ 66 
Imagen 35. Imagen SEM utilizada para el análisis químico de la muestra de concreto 
convencional. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ........................................ 66 
Imagen 36. Imagen SEM para el análisis químico de la muestra de concreto 
convencional. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ........................................ 67 
Imagen 37. Imagen SEM utilizada para el análisis químico de la muestra de concreto 
con 5% PET. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ......................................... 69 
Imagen 38. Imagen SEM para el análisis químico de la muestra de concreto con 5% 
PET. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ...................................................... 70 
Imagen 39. Imagen SEM utilizada para el análisis químico de la muestra de concreto 
con 10% PET. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ....................................... 71 
Imagen 40. Imagen SEM para el análisis químico de la muestra de concreto con 
10% PET. Fuente: SEM Universidad de los Andes. .............................................. 72 
Imagen 41. Procedimiento ensayo para determinar la densidad y absorción del 
agregado grueso. Fuente: Autor. ........................................................................... 81 
Imagen 42. Procedimiento para determinar la granulometría del agregado. Fuente: 
Autor. ..................................................................................................................... 82 
Imagen 43. Preparación muestra de agregado fino para caracterización física. 
Fuente: Autor. ........................................................................................................ 82 
Imagen 44. Medición de pesos picnómetro. Fuente: Autor. .................................. 82 
Imagen 45. Procedimiento ensayo verificación estado SSS. Fuente: Autor. ......... 83 
Imagen 46. Procedimiento succión de vacíos y decantación muestra. Fuente: Autor.
 .............................................................................................................................. 83 
Imagen 47. Procedimiento ensayo para determinar la densidad del PET. Fuente: 
Autor. ..................................................................................................................... 84 
Imagen 48. Procedimiento mezclado de agregados para cilindros de concreto 
convencional. Fuente: Autor. ................................................................................. 84 
Imagen 49. Procedimiento elaboración de cilindros de concreto convencional. 
Fuente: Autor. ........................................................................................................
85 
Imagen 50. Procedimiento elaboración de cilindros de concreto con 5% PET. 
Fuente: Autor. ........................................................................................................ 85 
Imagen 51. Procedimiento elaboración de cilindros de concreto con 10% PET. 
Fuente: Autor. ........................................................................................................ 85 
Imagen 52. Ensayo de resistencia a compresión cilindros de concreto convencional 
(7 días). Fuente: Autor. ......................................................................................... 86 
Imagen 53. Ensayo de resistencia a compresión cilindros de concreto convencional 
(14 días). Fuente: Autor. ....................................................................................... 86 
Imagen 54. Ensayo de resistencia a compresión cilindros de concreto convencional 
(28 días). Fuente: Autor. ....................................................................................... 86 
Imagen 55. Ensayo de resistencia a compresión cilindros de concreto con 5% PET 
(7 días). Fuente: Autor. ......................................................................................... 87 
Imagen 56. Ensayo de resistencia a compresión cilindros de concreto con 5% PET 
(14 días). Fuente: Autor. ....................................................................................... 87 
Imagen 57. Ensayo de resistencia a compresión cilindros de concreto con 5% PET 
(28 días). Fuente: Autor. ....................................................................................... 88 
Imagen 58. Ensayo de resistencia a compresión cilindros de concreto con 10% PET 
(7 días). Fuente: Autor. ......................................................................................... 88 
Imagen 59. Ensayo de resistencia a compresión cilindros de concreto con 10% PET 
(14 días). Fuente: Autor. ....................................................................................... 89 
Imagen 60. Ensayo de resistencia a compresión cilindros de concreto con 10% PET 
(28 días). Fuente: Autor. ....................................................................................... 89 
 
 
 
 
TABLA DE TABLAS 
 
Tabla 1. Polímeros sintetizados por adición. (Shackelford, 2005). ........................ 20 
Tabla 2. Polímeros sintetizados por condensación. (Shackelford, 2005). ............. 21 
Tabla 3. Comparación de las tres clases de polímeros. (Askeland & Wridht, 2007).
 .............................................................................................................................. 21 
Tabla 4. Clasificación de los agregados según su tamaño. (Gutierrez de López, 2003 
). ............................................................................................................................ 25 
Tabla 5. Valores recomendados para hacer 1𝒎𝟑de concreto según el método 
volumétrico. (Romero Quintero & Hernández rico, 2014). ..................................... 29 
Tabla 6. Método de ensayo para determinar el asentamiento del concreto. (Abril & 
Ramos, 2017). ....................................................................................................... 30 
Tabla 7. Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra. .................. 30 
Tabla 8. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y 
gruesos. (Abril & Ramos, 2017). ........................................................................... 31 
Tabla 9. Determinación de la masa unitaria y los vacíos entre partículas de 
agregados. (Abril & Ramos, 2017). ....................................................................... 32 
Tabla 10. Método de ensayo para determinar la densidad y la absorción del 
agregado grueso. (Abril & Ramos, 2017). ............................................................. 32 
Tabla 11. Método de ensayo para determinar por secado el contenido total de 
humedad de los agregados. (Abril & Ramos, 2017). ............................................. 33 
Tabla 12. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y 
gruesos. (Abril & Ramos, 2017). ........................................................................... 33 
Tabla 13. Método de ensayo para determinar por secado el contenido total de 
humedad de los agregados. (Abril & Ramos, 2017). ............................................. 34 
Tabla 14. Método para determinar la densidad y la absorción del agregado fino. 
(Abril & Ramos, 2017). .......................................................................................... 34 
Tabla 15. Método para determinar la densidad del cemento hidráulico. (Abril & 
Ramos, 2017). ....................................................................................................... 35 
Tabla 16. Método para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico. 
(Abril & Ramos, 2017). .......................................................................................... 35 
Tabla 17. Método para determinar la densidad y la absorción del agregado fino. 
(Abril & Ramos, 2017). .......................................................................................... 36 
Tabla 18. Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra. (Abril & 
Ramos, 2017). ....................................................................................................... 36 
Tabla 19. Valores aproximados en porcentaje del agregado fino y la cantidad de 
agua por 𝐌𝟑de concreto. (Abril & Ramos, 2017). ................................................. 48 
Tabla 20. Densidad y absorción agregado grueso. Fuente: propia. ...................... 50 
Tabla 21. Granulometría del agregado grueso. Fuente: propia. ............................ 51 
Tabla 22. Contenido de humedad natural agregado grueso. Fuente: propia. ....... 52 
Tabla 23. Densidad y absorción de agregados finos. Fuente: propia. ................... 53 
Tabla 24. Módulo de finura. Fuente: propia. .......................................................... 53 
Tabla 25. Contenido de humedad natural agregado fino. Fuente: propia. ............ 54 
Tabla 26. Densidad y absorción PET. Fuente: Autor. ........................................... 54 
Tabla 27. Datos requeridos para el diseño de mezcla. Fuente: Autor. .................. 55 
Tabla 28. Diseño de mezcla para cilindros convencionales. Fuente: Autor. ......... 55 
Tabla 29. Diseño de mezcla para cilindros con 5% PET. Fuente: Autor. .............. 56 
Tabla 30. Diseño de mezcla para cilindros con 10% PET. Fuente: Autor. ............ 56 
Tabla 31. Contenido de los elementos químicos presentes en la muestra de concreto 
convencional. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ........................................ 68 
Tabla 32. Contenido de los elementos químicos presentes en la muestra de concreto 
con 5% PET. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ......................................... 71 
Tabla 33. Contenido de los elementos químicos presentes en la muestra de concreto 
con 10% PET. Fuente: SEM Universidad de los Andes. ....................................... 73 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
INTRODUCCIÓN 
 
Las vías han cumplido diferentes funciones a lo largo de la historia de la humanidad 
estando en relación con el desarrollo y la tecnología. La expansión de las 
civilizaciones se concibe por la utilización de caminos, además de la necesidad 
social que define al ser humano y ante el cual se desarrolló la existencia de rutas, 
sendas y caminos. Este desarrollo conduce al aumento del transporte de vehiculos 
no motorizados y peatones, dando lugar a la implementacion del bordillo 
especialmente en vías urbanas, con el fin de dar seguridad a lo usuarios separando 
la circulacion del transito vehicular y del transito peatonal (Torres Costejón, 2016). 
 
El desarrollo del bordillo como elemento vial va desde la utilizacion de piedras hasta 
la mezcla
de materiales para la conformacion del concreto simple, limitando al 
elemento a la durabilidad del material la cual depende de factores externos como lo 
son las condiciones atmosfericas, y de factores internos como las propiedades de 
los materiales que componen el concreto. El bordillo de concreto puede presentar 
fallas debido a las condiciones de la preparacion del material o al ser expuesto a 
cargas que superen la resistencia del concreto (Kosmatka, Kerkhoff, Panarese, & 
Tanesi, 2004). 
 
La necesidad de hacer uso de métodos constructivos que reduzcan impactos 
ambientales de forma considerable, de acuerdo con la visión puesta en la 
conservación de la naturaleza y la mitigacion de la contaminacion desarrollada por 
el consumo humano, ha generado conciencia sobre la importancia del reciclaje 
(Castañeda Linares, 2014). De acuerdo con planteamientos técnicos e 
investigativos el plástico cuenta con un tiempo de degradación entre 100 y 1000 
años de manera que las repercusiones en el entorno son considerables y deben 
identificarse estrategias adecuadas para su mitigación (Maldonado, 2012). 
 
El proyecto plantea como propuesta el uso de plástico tipo Polietileno Tereftalato 
(PET) en la adición al concreto simple convencionalmente utilizado en la elaboración 
de bordillos viales, como estrategia de mitigación al impacto ambiental mediante la 
reutilización de desechos plásticos, dando además una posible apertura a la 
implementacion de nuevos materiales en este tipo de estructuras. 
 
El presente documento se encuentra estructurado de la siguiente forma: en el primer 
capítulo se encuentra la revisión documental realizada como base de la 
investigación a desarrollar; el segundo capítulo expone la metodología planteada 
para el desarrollo de la investigación; el capítulo tercero contiene los resultados 
obtenidos mediante el seguimiento de la metodología con el fin de evaluar el PET 
como agregado al concreto simple para la construcción de bordillos viales; las 
conclusiones y recomendaciones generadas a partir de la revisión documental y los 
ensayos realizados. 
 
 
15 
 
ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN 
 
 
La necesidad en la movilidad de un lugar a otro ha sido un factor determinante en 
la elaboración de obras tipo caminos o carreteras, con el fin de satisfacer las 
necesidades de personas y el transporte de mercancías (Blázquez & García, 2000) 
con el paso del tiempo los caminos se convirtieron en espacios más transitados; 
durante el siglo XV surge la necesidad de separar los diferentes tipos de tráfico 
como peatones y vehículos, puesto que para la época aunque estos no eran 
motorizados, los riesgos en los que se incurría al compartir las vías para unos y 
otros era elevado, lo que da origen a la construcción de andenes que de alguna 
forma eran configurados con la ayuda de bordillos (Carter, 1982). 
 
Los primeros bordillos fueron construidos a partir de piedras de granito o caliza con 
geometría irregular, en este contexto las vías conservaban también una superficie 
irregular con calles empedradas o en material afirmado; posteriormente se 
encuentran elementos realizados con bloques de arcilla los cuales fueron 
reemplazados por los bordillos de concreto aún utilizados en la actualidad. Estos 
últimos a pesar de que en ocasiones no representan las mejores opciones por los 
procesos requeridos para su instalación, son los mas usados y que reflejan la 
durabilidad más satisfactoria (Carter, 1982) 
 
Existen dos formas de construir el bordillo de concreto in situ, la primera consiste en 
fundir el concreto directamente en donde será ubicado el bordillo (Wallevik, 2003), 
la segunda forma es, mediante el uso de una maquina extendedora de concreto 
tambien conocida como extendedora de encofrado deslizante (Wirtgen, 2009). Otro 
tipo de bordillos son los prefabricados, estos elementos son fabricados antes de ser 
llevados al sitio en donde seran ubicados en la via, estos bordillos se caracterizan 
por tener espacios huecos dentro de su estructura, estos espacios se hacen con el 
fin de aumentar el aligeramiento del elemento en ocasiones dependiendo de la 
configuración, pueden ser útiles para el paso de ductos de cableado y demás por 
los mismos, como se observa en la figura 2 (Norma Tecnica Colombiana, 2008). 
 
Estudios muestran que se ha implementado en las obras civiles el uso de plástico, 
con el fin de reutilizar este tipo de materiales después de usados y que clásicamente 
tienden a ser desechados; parte de los usos que se han dado a este tipo de 
materiales, ha sido en mampostería no estructural, utilizado como ladrillos a base 
de Polietileno Tereftalato (PET), esto permite modificar algunos tipos de insumos 
usados en la construcción y que son catalogados como material común, pero que 
puede ser reemplazado por material ambientalmente sostenible (Al-Salem, Lettieri, 
& Baeyens, 2009 ). El plástico también es utilizado en la modificación de mezclas 
asfálticas, las cuales modifican su comportamiento mecánico ofreciendo resultados 
que al compararlos con las mezclas asfálticas no modificadas reflejan mejoramiento 
de la calidad (Maharaj, Maharaj, & Maynard, 2015). El uso de plástico en la 
construccion tambien se ve implementado en el diseño de mezclas de concreto 
hidráulico adicionado con polimeros, estas mezclas presentan caracteristicas de 
16 
 
resistencia y durabilidad aptas para la construccion de estructuras de hormigon, sin 
embargo está limitada a la capacidad de carga que puede soportar la mezcla, la 
cual depende de la proporcion de materiales en la misma (Kalantar, Karim, & 
Mahrez, 2012). 
Teniendo en cuenta las ventajas presentadas por los materiales plásticos, en la 
última década su uso ha aumentado, generando grandes cantidades empleadas. 
Por esta razón se buscan soluciones a los problemas derivados del alto consumo 
de plástico, evaluando métodos como el reciclaje, siendo esto un aspecto 
importante de la economía nacional (Meran, Ozturk, & Yuksel, 2008). Los residuos 
plásticos llegan al medio ambiente desde vertederos mal gestionados o por 
productos plásticos descargados de forma descuidada. Los contaminantes plásticos 
no solamente incluyen desechos plásticos de gran tamaño sino también pequeñas 
piezas de plástico en el rango de los milímetros. Los residuos plásticos llamados 
“microplasticos” se han convertido en la mayor preocupación debido a estar 
ampliamente dispersos en diferentes matrices ambientales (aguas, superficiales, 
océanos y sedimentos) y diversos organismos (Sarria & Gallo, 2016). 
Es tal la acumulación de residuos plásticos en los océanos, que en el centro del 
océano Pacıfico del Norte, entre Japón y California, existe una zona denominada, 
“la sopa de Plástico”, “la isla de la basura” o “el parche de basura del norte”, entre 
otros nombres. Esta zona del océano está cubierta por una gran cantidad de 
desechos con un alto porcentaje de plástico. Este fenómeno se da, por la existencia 
de zonas, donde el mar está quieto por la ausencia de viento y de corrientes, 
haciendo que lo que el agua arrastra a estas zonas se acumule (Sarria & Gallo, 
2016). 
 
Por esta razón la reutilización de desechos plásticos es un factor importante para 
mitigar los impactos ambientales generados por el mal manejo dado a los desechos, 
en consecuencia a esto en el presente trabajo de grado se plantea la reutilización 
del plástico como material de construcción de bordillos viales. 
 
 
17 
 
PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 
 
 
El creciente consumo mundial de plásticos genera anualmente millones de 
toneladas de residuos que son depositados en el subsuelo y en los océanos. Los 
plásticos han sido de gran interés en los últimos años debido a su gran consumo y 
el efecto ambiental que este genera debido al manejo que se da a dichos residuos, 
dicha situación está afectando los ecosistemas en cada uno de los focos naturales 
(Derraik, 2002). En la actualidad se busca implementar metodos de uso de los 
plásticos, de tal
modo que mitiguen el efecto negativo en el ambiente generado por 
materiales que rebasan la capacidad de los ecosistemas para degradarlos (Morillas 
& Maribel Velasco Pérez, 2016) 
 
En este sentido, identificar nuevos materiales como por ejemplo el PET en el uso 
en los bordillos, como elementos viales construidos generalmente a partir de 
concreto, pueden conducir a nuevas estrategias de durabilidad, dado que la 
resistencia de este material depende del medio al que se encuentra expuesto y a 
las propiedades internas del mismo; condiciones atmosféricas, temperaturas 
extremas, abrasion, ataques por liquidos y gases, cambios de volumen debidos a 
diferencias propiedades del agregado y de la pasta del cemento, ademas de las 
cargas que a este se le impongan, son entre otras, factores que inciden en el 
deterioro del material usado hasta la fecha para este tipo de obras (Kosmatka, 
Kerkhoff, Panarese, & Tanesi, 2004). En consecuencia, las condiciones a las que 
son expuestos los bordillos de concreto, conllevan a la falla de su estructura 
generando inseguridad vial para el transito vehicular y el transito peatonal que son 
delimitados por dicha estructura, debido a las discontinuidades que se generan con 
la pérdida de material (Papageorgiou, Diakaki, Dinopoulou, Kotsialos, & Wang, 
2003). 
 
Acorde con lo mencionado anteriormente y el objetivo planteado para el presente 
proyecto, se pretende dar respuesta a la siguiente pregunta: ¿es posible utilizar 
material PET como agregado del concreto utilizado en la construcción de bordillos 
viales, sin que este deteriore sustancialmente sus propiedades mecánicas?. 
 
 
 
 
 
18 
 
OBJETIVOS 
 
GENERAL 
 
Identificar la viabilidad del uso de Polietileno Tereftalato (PET), como material 
agregado para la construcción de bordillos para obras viales. 
 
ESPECÍFICOS 
 
 Revisar de manera documental los usos dados al PET como material en la 
construcción. 
 Desarrollar pruebas comparativas de propiedades mecánicas del PET, con 
concreto hidráulico como material clásico usado en la elaboración de 
bordillos. 
 Identificar mediante microscopía electrónica de barrido el área de unión entre 
materiales de los cilindros elaborados con concreto simple y concreto simple 
con agregado PET. 
 
 
 
 
19 
 
1. MARCO TEÓRICO 
 
El capítulo 1 describe las materias primas tomadas como base para el desarrollo 
del presente trabajo de investigación, identificando su función y clasificación (ver 
imagen 1). Así mismo, se exponen los métodos existentes para llevar a cabo el 
diseño de mezcla, describiendo el procedimiento de cada método. Seguido a esto 
se establecen las técnicas que se tendrán en cuenta para la caracterización de las 
materias primas y los especímenes obtenidos a partir del diseño de mezcla. 
Finalmente se podrá encontrar la definición de los bordillos y la clasificación de estos 
según el método constructivo por el cual se lleven a cabo. 
 
Imagen 1. Organización marco teórico. Fuente: Autor. 
M
A
R
C
O
TE
Ó
R
IC
O
POLÍMEROS
POLIMERIZACIÓN
CLASIFICACIÓN DE 
POLÍMEROS
POLIETILENO 
TEREFTALATO (PET)
CONCRETO
CEMENTO
AGREGADOS
AGUA
DISEÑOS DE MEZCLA DE 
CONCRETO
ELABORACIÓN DE 
CILINDROS
TÉCNICAS DE 
CARACTERIZACIÓN DE 
MATERIALES
TÉCNICAS DE 
CARACTERIZACIÓN FÍSICA
CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE 
LOS CILINDROS
TÉCNICA DE CARACTERIZACIÓN 
POR MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA 
DE BARRIDO (SEM)
BORDILLOS
CLASIFICACIÓN SEGÚN 
SU MÉTODO 
CONSTRUCTIVO
20 
 
1.1. POLÍMEROS 
 
Los polímeros son moléculas lineales o ramificadas, formadas por la repetición 
indefinida de grupos funcionales simples (monómeros) que se componen 
básicamente de carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Los polímeros se forman 
por la unión de cadenas largas de moléculas llamadas monómeros los cuales están 
compuestos de hidrocarburo. Según sea el compuesto que lo identifique, el polímero 
se puede distinguir: acrílico (oxígeno), nylon (nitrógeno), plástico fluorado (flúor), 
silicona (sílice), entre otros (Shackelford, 2005). 
 
1.1.1. POLIMERIZACIÓN 
 
La polimerización es el proceso químico mediante el cual a través de calor se unen 
varias moléculas de un compuesto para formar una cadena de múltiples eslabones 
de estas y obtener una macromolécula llamada polímero (Shackelford, 2005). 
Se distinguen dos tipos de polimerización: por adición y por condensación. La 
polimerización por adición el polímero es sintetizado por la adición de monómero 
insaturado a una cadena de crecimiento, dando lugar a polímeros como el 
polietileno (PE), polímeros vinílicos y acrílicos (tabla 1) (Shackelford, 2005). 
 
Tabla 1. Polímeros sintetizados por adición. (Shackelford, 2005). 
 
La polimerización por condensación exige moléculas distintas, bifuncionales y 
reactantes, en proporción estequiométrica, que se combinan durante la 
polimerización, con o sin eliminación de subproducto, normalmente agua (tabla 2) 
(Shackelford, 2005). 
21 
 
 
Tabla 2. Polímeros sintetizados por condensación. (Shackelford, 2005). 
 
1.1.2. CLASIFICACIÓN DE POLÍMEROS 
 
Los polímeros se clasifican de varias formas: primero, según la manera en que las 
moléculas son sintetizadas; segundo, según en función de su estructura molecular 
y tercero, por su familia química. Sin embargo, el método más usado para describir 
los polímeros es en función de su comportamiento mecánico y térmico (tabla 3) 
(Askeland & Wridht, 2007). 
 
Tabla 3. Comparación de las tres clases de polímeros. (Askeland & Wridht, 2007). 
 
Los polímeros termoplásticos se componen de largas cadenas producidas al unir 
monómeros y se comportan de una manera plástica y dúctil. Al ser sometidos a 
elevadas temperaturas, estos polímeros se ablandan y se comportan como un flujo 
viscoso, por lo cual son fácilmente reciclables. Otros polímeros son los 
termoestables los cuales están compuestos por largas cadenas de moléculas con 
fuertes enlaces cruzados entre las cadenas para formar estructuras de redes 
tridimensionales, estos polímeros generalmente son más resistentes, aunque más 
frágiles que los termoplásticos y es difícil reprocesarlos una vez ocurrida la 
formación de enlaces cruzados. Finalmente, los elastómeros tienen una estructura 
intermedia atribuyendo la capacidad de deformarse elásticamente en grandes 
cantidades sin cambiar de forma permanentemente (Askeland & Wridht, 2007). 
La polimerización de estos tres tipos de polímeros normalmente se inicia con la 
producción de largas cadenas, en las cuales los átomos se unen fuertemente con 
22 
 
enlaces covalentes. El número y la resistencia de los enlaces le da a cada uno sus 
propiedades especiales, sin embargo se debe hacer notar que las diferencias entre 
estos estos tres tipos a menudo es muy sutil (Askeland & Wridht, 2007). 
 
1.1.3. POLIETILENO TEREFTALATO (PET) 
 
El PET es un polímero que se obtiene mediante una reacción de policondensación 
entre el ácido tereftálico y el etilenglicol. Pertenece al grupo de materiales sintéticos 
denominados poliésteres. Es un polímero termoplástico lineal, con un alto grado de 
cristalinidad. Como todos los termoplásticos puede ser procesado mediante: 
extrusión, inyección, inyección y soplado, soplado de preforma y termoconformado 
(Sherwell Betancourt, 2014). 
 
1.1.3.1. OBTENCIÓN DEL PET 
 
El PET fue patentado como un polímero termoplástico lineal cristalino para fibra por 
J.R. Whinfield y J.T. Dickson durante la II Guerra Mundial en 1941 para sustituir la 
materia prima que se utilizaba en lo textil (algodón) por la fibra de poliéster (Sherwell 
Betancourt, 2014). 
La obtención del PET se puede dar partiendo de dos productos diferentes: Ácido 
tereftalático (TPA) o Dimetil tereftalato (DMT). Haciendo reaccionar TPA o DMT con 
glicol etilénico mediante el proceso de esterificación se obtiene un monómero el 
cual, en una fase sucesiva, por medio de policondensación, se polimeriza en resina 
PET. Ya teniendo la resina PET en estado sólido y amorfo se cristaliza y polimeriza 
con
la finalidad de incrementar el peso molecular y la viscosidad. El resultado es la 
resina que se utiliza para los envases. El producto más comúnmente utilizado para 
la producción de dicha resina es el TPA (Muñoz Pérez, 2012). En la imagen 2 se 
puede observar el diagrama para la producción de PET. 
23 
 
 
Imagen 2. Proceso para obtener PET. (Muñoz Pérez, 2012). 
 
1.1.3.2. PROPIEDADES GENERALES DEL PET 
 
El PET es un material caracterizado por su gran ligereza, resistencia mecánica a la 
compresión, alto grado de transparencia y brillo (Meran, Ozturk, & Yuksel, 2008). A 
continuación, se resaltan algunas de las propiedades características de dicho 
material: 
 Actúa como barrera para los gases como el dióxido de carbono 
 Resistencia a esfuerzos permanentes, al desgaste y a la corrosión 
 Alta resistencia química y buenas propiedades térmicas 
 Impermeable 
 Es un material reciclable 
 Compatible con otros materiales 
 
 
 
24 
 
1.2. CONCRETO 
 
El concreto hidráulico es una mezcla homogénea de cemento, agua, agregado 
(arena y grava) y en algunos casos de aditivos. El concreto presenta una alta 
resistencia a la compresión, pero una baja resistencia a la tensión, siendo la tensión 
generalmente el 10% de la resistencia a los esfuerzos de compresión (Gutierrez de 
López, 2003 ). A continuación, se describirán los materiales que componen el 
concreto. 
 
1.2.1. CEMENTO 
 
El cemento es un conglomerante hidráulico, esto es, material artificial de naturaleza 
inorgánica y mineral, que finamente molido y convenientemente amasado con agua 
forma pastas que fraguan y endurecen a causa de las reacciones de hidrólisis e 
hidratación de sus constituyentes, dando lugar a productos hidratados 
mecánicamente resistentes y estables, tanto al aire como al agua. El cemento 
portland está compuesto principalmente por silicatos de calcio, y en menor 
proporción, por aluminatos de calcio que mezclado con agua se combina, fragua y 
endurece a temperatura ambiente (Sanjuán & Chinchón, 2004 ). Este material se 
caracteriza por sus propiedades de adhesión y cohesión, funcionando como 
aglutinante ante la presencia de aire y agua, uniendo el material de relleno como lo 
es el agregado con los demás componentes, con el fin de obtener la mezcla para el 
adecuado comportamiento del concreto (Sánchez de Guzman, 2001). 
 
1.2.2. AGREGADOS 
 
Los agregados constituyen un factor determinante en la economía, durabilidad y 
estabilidad en las obras civiles, pues ocupan allí un volumen muy importante. Estos 
materiales ocupan del 70-80% del volumen del concreto, por lo tanto, muchas de 
las características del concreto dependen de las propiedades de los agregados por 
lo cual estos deben contar con buenas propiedades de resistencia y durabilidad 
(Gutierrez de López, 2003 ). 
 
1.2.2.1. CLASIFICACIÓN DE LOS AGREGADOS 
 
Los agregados pueden ser clasificados de tres formas: según su procedencia, 
según su tamaño y según su densidad. 
 
25 
 
1.2.2.1.1. SEGÚN SU PROCEDENCIA 
 
Según sea la procedencia del agregado este se puede clasificar como natural o 
artificial, diferenciados a continuación: 
 Los agregados naturales son aquellos que provienen de la explotación de 
canteras o son producto del arrastre de río. El material de río al sufrir los 
efectos de arrastre, adquiere una textura lisa y una forma redondeada que lo 
diferencian del material de cantera que por el proceso de explotación tiene 
superficie rugosa y forma angulosa (Gutierrez de López, 2003 ). 
 Los agregados artificiales son aquellos que productos y procesos 
industriales, tales como arcillas expandidas, escorias de altos hornos, 
limaduras de hierros, entre otros (Gutierrez de López, 2003 ). 
 
1.2.2.1.2. SEGÚN SU TAMAÑO 
 
Según sea el tamaño del agregado este se puede clasificar como agregado grueso 
(grava), agregado fino (arena) y finos. El agregado grueso es aquel material que 
queda retenido en el tamiz No. 4 y cuenta con un tamaño que varía de 7.6 cm a 4.76 
mm. El agregado fino es aquel material que pasa el tamiz No. 4 y queda retenido en 
el tamiz No. 200, y su tamaño varía de 4.76 mm y 0.074 mm. Finalmente, el 
agregado fino es el material que pasa el tamiz No. 200 y su tamaño varía entre 
0.074 mm y 0.002 mm. En la tabla 4 se muestra la clasificación detallada de los 
agregados según su tamaño (Gutierrez de López, 2003 ). 
 
Tabla 4. Clasificación de los agregados según su tamaño. (Gutierrez de López, 2003 ). 
 
1.2.2.1.3. SEGÚN SU DENSIDAD 
 
Otra forma de clasificar los agregados es según su densidad, es decir la masa por 
unidad de volumen, incluyendo el volumen de sus vacíos; la importancia de esta 
TAMAÑO DE LA PARTICULA EN mm
DENOMINACION 
CORRIENTE
CLASIFICACIÓN
Pasante del tamiz N° 200 inferior a 0.002 mm Arcilla Fracción fina o finos
Entre 0.002-0.074 mm Limo
Pasante del tamiz N° 4 y retenido en el tamiz N° 200 Arena Agregado fino
Es decir entre 4.76 mm y 0.074 mm
Retenido en el tamiz N° 4
Entre 4.76 mm y 19.1 mm (N°4 y 3/4") Gravilla
Entre 19.1 mm y 50.8 mm (3/4" y 2") Grava Agregado grueso
Entre 50.8 mm y 152.4 mm (2" y 6") Piedra
Superior a 152.4 mm (6") Rajón, Piedra bola
26 
 
clasificación radica en el peso final del producto cuando se emplean estos 
agregados, por ejemplo, el concreto ligero. Según su densidad los agregados se 
clasifican en: ligeros: su densidad está entre 480-1040 kg/m3 o normal: entre 1300 
y 1600 kg/m3 (Gutierrez de López, 2003 ). 
 
1.2.3. AGUA 
 
El agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y mortero, pues 
permite que el cemento desarrolle su capacidad ligante. El agua utilizada en la 
elaboración del concreto y mortero debe ser apta para el consumo humano, libre de 
sustancias como aceites, ácidos, sustancias alcalinas y materias orgánicas. Para 
cada cuantía de cemento existe una cantidad de agua del total de la agregada que 
se requiere para la hidratación del cemento; el resto del agua sólo sirve para 
aumentar la fluidez de la pasta para que cumpla la función de lubricante de los 
agregados y se pueda obtener la manejabilidad adecuada de las mezclas frescas. 
El agua adicional es una masa que queda dentro de la mezcla y cuando se fragua 
el concreto, va a crear porosidad, lo que reduce la resistencia. El agua de curado 
tiene por objeto mantener el concreto saturado para que se logre la casi total 
hidratación del cemento, permitiendo el incremento de la resistencia (Gutierrez de 
López, 2003 ). 
 
1.2.4. DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO 
 
El proceso de determinación de las características requeridas del concreto que se 
pueden especificar se llama diseño de mezcla, este diseño se desarrolla mediante 
el proporcionamiento de mezcla el cual se refiere a la determinación de las 
cantidades de los ingredientes del concreto. El proceso de diseño de mezcla puede 
llevarse a cabo a través de los métodos expuestos a continuación. 
 
1.2.4.1. MÉTODO ACI 211 
 
Es un método empírico cuyos resultados han sido confirmados por una amplia 
información experimental. El procedimiento de diseño se puede realizar ya sea 
mezclando los materiales por volumen absoluto y luego calculando los pesos de 
cada uno de los componentes o calculando directamente el peso del hormigón y 
deduciendo luego el peso de cada uno de los ingredientes, siempre para obtener un 
metro cubico de hormigón. En la imagen 3 se identifica el proceso de diseño de 
mezcla por el método ACI 211 (Giraldo Bolivar, 1987). 
27 
 
 
Imagen 3. Metodología gráfica en el diseño de mezclas según el método ACI 211. (Giraldo 
Bolivar, 1987). 
 
El procedimiento para el diseño de mezcla en este método se indica a continuación: 
 Elección de la trabajabilidad de la mezcla a partir del asentamiento deseado. 
 Elección del tamaño máximo del agregado. 
 Estimación inicial del contenido de agua y aire en la mezcla. 
 Cálculo de la resistencia crítica de la mezcla. 
 Elección de la relación agua-cemento (a/c). 
 Cálculo del contenido de cemento.
 Estimación del contenido de agregado grueso y agregado fino. 
 Corrección del contenido de humedad en los agregados. 
28 
 
1.2.4.2. MÉTODO FULLER-THOMPSON 
 
Es un método aplicado desde 1907 cuando Fuller y Thompson seleccionaron una 
curva granulométrica continua para la composición óptima de los agregados, 
relacionando el tamaño máximo del agregado y la abertura de los tamices por los 
cuales pasan. Se recomienda utilizar este método cuando la cantidad de cemento 
es mayor a 300 kg por cada metro cúbico de concreto, los agregados sean de forma 
redondeada y el agregado grueso no supere un tamaño entre 3/4” y 2” (Giraldo 
Bolivar, 1987). 
El procedimiento para el diseño de mezcla en este método se indica a continuación: 
 Selección de la consistencia del concreto. 
 Estimación del tamaño máximo del agregado. 
 Determinación de la cantidad de agua de la mezcla. 
 Determinación de la resistencia de diseño. 
 Determinación de la relación agua-cemento (a/c). 
 Determinación de los porcentajes de agregados en la mezcla. 
 Dosificación por metro cúbico. 
 
1.2.4.3. MÉTODO BOLOMEY 
 
Es un método aplicado en el año 1925, en el cual Bolomey propuso una curva 
granulométrica continua de agregado más cemento, muy similar a la propuesta por 
Fuller y Thompson. La curva de Bolomey es aplicada en dosificaciones de concreto 
para grandes estructuras como presas, muros de gravedad, vertederos, entre otros 
(Giraldo Bolivar, 1987). 
El procedimiento para el diseño de mezcla en este método se indica a continuación: 
 Selección de la consistencia del concreto. 
 Selección del tamaño máximo del agregado. 
 Determinación del contenido de agua. 
 Determinación de la relación agua-cemento (a/c). 
 Determinación de la proporción de los agregados. 
 Dosificación por metro cúbico. 
 
1.2.4.4. MÉTODO FAURY 
 
Es un método aplicado en el año 1942 en el cual Faury propone una nueva ley 
granulométrica de tipo continuo que depende de la raíz quinta del tamaño del 
agregado. Además propone que existen dos tipos de agregados: los finos y medios 
29 
 
cuyos tamaños son menores que la mitad del tamaño máximo de todos los 
agregados (menor que D/2), y los gruesos con tamaños mayores a D/2 (Giraldo 
Bolivar, 1987). 
 
1.2.4.5. MÉTODO VOLUMÉTRICO 
 
Es el método empírico para dosificar mezclas de concreto más antiguo del mundo; 
es usado por su facilidad y comodidad para calcular la cantidad de material 
aglutinante (cemento) y pétreo (grava y arena) para un metro cúbico de mezcla. La 
tabla 5 muestra los valores recomendados en proporciones de los materiales 
principales de la mezcla, para diferentes valores de resistencia a la compresión del 
concreto (Romero Quintero & Hernández rico, 2014). 
 
Tabla 5. Valores recomendados para hacer 1𝒎𝟑de concreto según el método volumétrico. 
(Romero Quintero & Hernández rico, 2014). 
Información requerida para el diseño de mezcla 
 Análisis granulométrico de los agregados. 
 Peso unitario compactado de los agregados (fino y grueso). 
 Peso específico de los agregados (fino y grueso). 
 Contenido de humedad y porcentaje de absorción de los agregados (fino y 
grueso). 
 Perfil y textura de los agregados. 
 Tipo y marca del cemento. 
 Peso específico del cemento. 
 
30 
 
1.2.5. ELABORACIÓN DE CILINDROS 
 
La elaboración de cilindros es un proceso clave para la obtención de resultados 
válidos y acertados. El adecuado diseño de mezcla y el correcto proceso de 
fundición son factores fundamentales para elaborar con éxito los cilindros que serán 
sometidos a ensayos de resistencia. El proceso de elaboración está guiado por la 
Norma Técnica Colombiana (NTC) la cual da los parámetros para la elaboración de 
estos especímenes. 
 Asentamiento: Se somete la mezcla al método de ensayo para determinar el 
asentamiento del concreto en estado fresco mediante el uso de una varilla y 
un molde cónico, con la finalidad de identificar la plasticidad y cohesión de la 
mezcla, en la tabla 6 se describe la norma aplicativa para este ensayo. 
 
Tabla 6. Método de ensayo para determinar el asentamiento del concreto. (Abril & Ramos, 
2017). 
 
 Elaboración y curado de especímenes: Se siguen los procedimientos 
establecidos en la norma descrita en la tabla 7 para fundir adecuadamente 
los cilindros. 
 
Tabla 7. Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra. 
 
31 
 
1.3. TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES 
 
La caracterización de materiales se refiere a la identificación de un material a partir 
del estudio de sus propiedades físicas, químicas y estructurales. Existen para ello 
distintas técnicas de caracterización, de acuerdo al interés que despierte el material 
a estudiar y una vez conocidas sus características pueden establecerse sus 
posibles aplicaciones (Fombuena, Fenollar, & Montañés, 2016). A continuación, se 
describen las técnicas de caracterización necesarias para el desarrollo de este 
trabajo. 
 
1.3.1. CARACTERIZACIÓN FISICA DE LAS MATERIAS PRIMAS 
 
La caracterización física de los materiales que compondrán el concreto a diseñar es 
un aspecto importante debido a que los agregados y el cemento utilizados para la 
mezcla tienen un factor importante en el comportamiento del concreto en estado 
fresco y las características obtenidas en estado endurecido. En el presente trabajo 
se tomará la Norma Técnica Colombiana (NTC) como la norma guía para el 
desarrollo de los ensayos de laboratorio determinantes para la caracterización de 
los materiales. 
 
1.3.1.1. AGREGADO GRUESO 
 
 Tamaño máximo: se somete la muestra al ensayo de granulometría con el fin 
de identificar el tamaño máximo, en la tabla 8 se describe la norma aplicativa 
a este ensayo. 
 
Tabla 8. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y gruesos. 
(Abril & Ramos, 2017). 
 
32 
 
 Peso unitario: se somete la muestra al proceso de apisonamiento y paleo con 
el fin de identificar su peso unitario, en la tabla 9 se describe la norma 
aplicativa para este ensayo. 
 
Tabla 9. Determinación de la masa unitaria y los vacíos entre partículas de agregados. (Abril 
& Ramos, 2017). 
 
 Absorción y densidad: se somete la muestra al ensayo de absorción y 
densidad, en la tabla 10 se describe la norma aplicativa para este ensayo. 
 
Tabla 10. Método de ensayo para determinar la densidad y la absorción del agregado 
grueso. (Abril & Ramos, 2017). 
 
 Humedad natural: se somete la muestra al ensayo de humedad natural 
mediante el método por secado, en la tabla 11 se describe la norma aplicativa 
para este ensayo. 
33 
 
 
Tabla 11. Método de ensayo para determinar por secado el contenido total de humedad de 
los agregados. (Abril & Ramos, 2017). 
 
1.3.1.2. AGREGADO FINO 
 
 Módulo de finura: se somete el agregado fino a un análisis de tamizado con 
el fin de conocer el módulo de finura del material, en la tabla 12 se describe 
la norma aplicativa para este ensayo. 
 
Tabla 12. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y gruesos. 
(Abril & Ramos, 2017). 
 
 Humedad natural: se somete la muestra al ensayo de humedad natural 
mediante el método por secado, en la tabla 13 se describe la norma aplicativa 
para este ensayo. 
34 
 
 
Tabla 13. Método de ensayo para determinar por secado el contenido total de humedad de 
los agregados. (Abril & Ramos, 2017). 
 
 Absorción y densidad: se somete la muestra al ensayo de absorción y 
densidad, en la tabla 14 se describe la norma aplicativa para este ensayo. 
 
Tabla 14. Método para determinar la densidad y la absorción del agregado fino. (Abril & 
Ramos, 2017). 
 
1.3.1.3. CEMENTO 
 
 Densidad: se somete la muestra al ensayo de densidad con el fin de 
determinar el peso específico del material, en la tabla 15 se describe la norma 
aplicativa para este ensayo. 
35 
 
 
Tabla 15. Método para determinar la densidad del cemento hidráulico. (Abril & Ramos, 2017). 
 
 Consistencia normal:
se somete la muestra al ensayo para la determinación 
de la consistencia normal, en la tabla 16 se describe la norma aplicativa para 
este ensayo. 
 
Tabla 16. Método para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico. (Abril & 
Ramos, 2017). 
 
1.3.1.4. POLÍMEROS 
 
 Absorción y densidad: se somete la muestra al ensayo de absorción y 
densidad con el método utilizado para el agregado fino debido a que el 
polímero a trabajar cumple con los tamaños requeridos de agregado fino, en 
la tabla 17 se describe la norma aplicativa para este ensayo. 
36 
 
 
Tabla 17. Método para determinar la densidad y la absorción del agregado fino. (Abril & 
Ramos, 2017). 
 
 
1.3.2. CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE LOS CILINDROS 
 
La caracterización mecánica realizada a los cilindros elaborados en el presente 
trabajo, se llevará a cabo a través del análisis de la resistencia a la compresión que 
presentan los cilindros en estudio. Se toma como guía la Norma Técnica 
Colombiana (NTC) para los ensayos de resistencia mecánica a la compresión. 
 Resistencia a la compresión: para realizar el ensayo de resistencia a 
compresión es necesario dar una hidratación adecuada a los cilindros, en la 
tabla 18 se describe la norma aplicativa para este ensayo. 
 
Tabla 18. Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra. (Abril & Ramos, 2017). 
 
37 
 
1.3.3. CARACTERIZACIÓN POR MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE 
BARRIDO (SEM) 
 
La microscopía electrónica de barrido se usa para la observación de superficies de 
muestras. Cuando la muestra se irradia con un fino haz de electrones, se emiten 
electrones secundarios desde la superficie de la muestra. La topografía de la 
superficie se puede observar mediante el barrido bidimensional de la sonda 
electrónica sobre la superficie y la adquisición de una imagen a partir de los 
electrones secundarios detectados (JEOL , 2018). En la imagen 4 se observa una 
muestra de concreto ampliada desde un microscopio electrónico de barrido. 
 
 
Imagen 4. Muestra de concreto visualizada desde microscopio electrónico de barrido (SEM). 
(Abril & Ramos, 2017). 
 
Una de las principales características de este instrumento es la existencia de una 
correspondencia biunívoca (punto a punto) establecida entre la muestra a examinar 
y la imagen formada, correspondencia que se establece al mismo tiempo, de forma 
que cubriría a la muestra en series de tiempo, quedando la imagen dividida en 
muchos elementos fotográficos los cuales serían captados por el sistema fotográfico 
instalado en el instrumento e integrados en una sola imagen que nos informa sobre 
la apariencia cúbica de material en estudio (Piqueras & Faura). 
 
Existen señales que se producen por la interacción entre el haz electrónico y la 
muestra que son, en definitiva, las que darán lugar a la formación de la imagen. 
Estas señales pueden ser clasificadas en los grupos descritos a continuación 
(Universidad de los Andes, 2018): 
 
38 
 
 Electrones secundarios: La propia muestra emite electrones secundarios 
debido a la colisión con el haz incidente para generar imágenes 
tridimensionales de alta resolución SEI (Secundary Electron Image), la 
energía de estos electrones es muy baja, inferior a 50 eV, por lo que los 
electrones secundarios provienen de los primeros nanómetros de la 
superficie. 
 Electrones retrodispersados: Algunos electrones primarios son reflejados o 
retrodispersados tras interactuar con los átomos de la muestra. La intensidad 
de emisión de estos electrones está directamente relacionada con el número 
atómico medio de los átomos de la muestra (Z promedio), así los átomos más 
pesados producen mayor cantidad de electrones retrodispersados, 
permitiendo la obtención de imágenes planas de composición y topografía de 
la superficie BEI (Backscattered Electron Image). 
 Absorción de electrones: La muestra absorbe electrones en función del 
espesor y la composición; esto produce la diferencia de contraste en la 
imagen. 
 Emisión de rayos X: Cuando los electrones de niveles internos son 
expulsados por la interacción de los electrones primarios, habrá transiciones 
entre los niveles de energía con emisión de rayos X, esta energía y longitud 
de onda están relacionadas con la composición elemental del espécimen, 
permitiendo realizar análisis químicos mediante espectroscopía por 
dispersión de energía y de longitud de onda (EDS y WDS). 
 Emisión de electrones Auger: Cuando un electrón es expulsado de un átomo, 
otro electrón más externo puede saltar hacia el interior para llenar esta 
vacancia resultando en un exceso de energía. Esta energía extra puede ser 
liberada emitiendo un nuevo electrón de la capa más externa (electrón 
Auger). Son utilizados para obtener información sobre la composición de 
pequeñísimas partes de la superficie de la muestra. 
 
Todas estas señales están relacionadas entre sí y dependen en gran medida de la 
topografía, el número atómico y el estado químico de la muestra; por lo tanto, un 
microscopio de barrido de electrones suministra información morfológica, 
topográfica y composicional de las superficies de las muestras (Universidad de los 
Andes, 2018). 
 
1.3.3.1. CARACTERIZACIÓN POR SEM EN MUESTRAS DE CONCRETO 
 
La microscopía electrónica de barrido permite evaluar la microestructura del 
concreto y los áridos que componen el mismo, analizando la mineralogía de sus 
componentes, caracterizando su textura y porosidad, además de la relación 
existente entre los áridos y la pasta. Esta técnica permite conocer el estado del 
concreto en cuanto a su edad y la durabilidad que este presenta teniendo en cuenta 
el deterioro de su estructura debido a los minerales que lo degradan (Gregerová & 
Vsianský, 2009 ). 
39 
 
Teniendo en cuenta la metodología utilizada en esta técnica, en la cual es posible 
realizar un recubrimiento en la superficie de la muestra en donde se impregnan los 
vacíos, se pueden generar unas imágenes a través del microscopio en donde se 
visualice y cuantifique la porosidad capilar del concreto en estado endurecido, 
obteniendo datos cuantitativos de la relación agua-cemento existente en la muestra, 
lo cual conlleva a reconocer el efecto de dicha relación sobre la resistencia del 
concreto en estado endurecido (Sahu, Badger, Thaulow, & Lee, 2004 ). 
 
1.4. BORDILLOS 
 
Los bordillos son elementos viales utilizados para la delimitación del final de la vía 
vehicular y el comienzo de la vía peatonal, mediante el desnivel entre la calzada y 
el andén (ver imagen 5) (Crosbie & Vo, 2000). Dichos elementos viales son 
construidos a partir de concreto simple, este concreto debe estar constituido por un 
cemento portland, agregados pétreos que no superen los 19.0 mm (3/4”). La 
resistencia mínima a la compresión de la mezcla de concreto no debe ser menor a 
14 MPa (2100 psi) y puede contar con acero de refuerzo si el diseño lo requiere 
(Instituto Nacional de Vias, 2008). 
 
 
Imagen 5. Bordillo de concreto (Prefabricados Omega, 2017) 
 
Existen dos formas de construir el bordillo de concreto in situ, la primera consiste en 
nivelar y compactar el terreno verificando la calidad del suelo sobre el cual se 
ubicará el bordillo (Wallevik, 2003), para ellos se usan formaletas metalicas que una 
vez vertido el concreto, se pasa al proceso de fraguado y posterior curado, el cual 
no puede ser inferior a diez dias (INVIAS, 2007). 
 
La segunda forma de costruccion in situ del bordillo de concreto es, mediante el uso 
de una maquina extendedora de concreto tambien conocida como extendedora de 
encofrado deslizante. Dicha maquina extendedora trabaja de forma continua y no 
necesita de moldes de encofrados estaticos en el sitio, debido a que esta cuenta 
con encofrados montados en sus partes laterales, de igual forma cuenta con un 
sistema de alimentacion de concreto dando facilidad al transporte del material hacia 
40 
 
el encofrado deslizante en donde finalmente el bordillo es situado como se observa 
en la imagen 6 (Wirtgen, 2009).
Imagen 6. Colocación de bordillos con extendedora de encofrado deslizante (Manual de 
extendedoras de concreto con encofrado deslizante, 2009). 
Otro tipo de bordillos son los prefabricados, estos elementos son fabricados antes 
de ser llevados al sitio en donde seran ubicados en la vía, generalmente se realizan 
como un material que se vende a modo de suministro, dado que esto facilita los 
procesos de construccion cuando las obras así lo requieren. Su fundicion se hace 
en formaletas metalicas previamente dimensionadas. Estos bordillos se 
caracterizan por tener espacios huecos dentro de su estructura, estos espacios se 
hacen con el fin de aumentar el aligeramiento del elemento en ocasiones 
dependiendo de la configuración, pueden ser útiles para el paso de ductos de 
cableado y demás por los mismos, como se observa en la imagen 7 (Norma Tecnica 
Colombiana, 2008). 
 
Imagen 7. Elementos geométricos de una unidad de bordillo prefabricado (Norma Técnica 
Colombiana-NTC41092, 2008). 
41 
 
La identificación de los materiales, así como los métodos utilizados para la 
caracterización de los mismos y las normas que rigen estos métodos, son un factor 
primordial para el desarrollo de la presente investigación, debido a que estos rigen 
el control de los parámetros que se deben tener en cuenta para los procesos 
incluidos en caracterización física de las materias primas y la caracterización 
mecánica de los especímenes a evaluar. Así mismo, es fundamental conocer los 
procesos constructivos de los bordillos viales para guiar el desarrollo de la 
investigación expuesta en el presente trabajo, hacia el cumplimiento de los 
parámetros requeridos por la Norma Técnica Colombiana para los bordillos viales. 
 
 
42 
 
2. METODOLOGÍA 
 
El capítulo 2 describe la metodología utilizada para el desarrollo del presente trabajo 
de grado (ver imagen 8), encontrándose las normas estipuladas para los procesos 
incluidos en: caracterización física de las materias primas, diseño de mezcla, 
elaboración de los cilindros y caracterización mecánica de las materias primas, 
además de la preparación previa necesaria para la evaluación de las muestras en 
el ensayo SEM. Las normas tomadas como guía de este proceso son las descritas 
en la Norma Técnica Colombiana, las cuales están expuestas en los métodos 
descritos a continuación. 
43 
 
 
Imagen 8. Proceso metodología. Fuente: Autor. 
 
M
ET
O
D
O
LO
G
ÍA
CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE 
LAS MATERIAS PRIMAS 
AGREGADO GRUESO
(NTC 176) DENSIDAD Y 
ABSORCIÓN
(NTC 77) GRANULOMETRÍA
(NTC 1776) CONTENIDO DE 
HUMEDAD
AGREGADO FINO
(NTC 237) DENSIDAD Y 
ABSORCIÓN
(NTC 77) MÓDULO DE 
FINURA
(NTC 1776) CONTENIDO DE 
HUMEDAD
CEMENTO
(NTC 221) DENSIDAD
(NTC 110) CONSISTENCIA 
NORMAL
POLÍMEROS
(NTC 237) DENSIDAD Y 
ABSORCIÓN
DISEÑO DE MEZCLA MÉTODO VOLUMÉTRICO PROPORCIONES POR TABLAS
ELABORACIÓN DE 
CILINDROS
CILINDROS DE CONCRETO 
CONVENCIONAL
CILINDROS DE CONCRETO 
CON 5% PET
CILINDROS DE CONCRETO 
CON 10% PET
CARACTERIZACIÓN 
MECÁNICA DE LOS 
CILINDROS
RESISTENCIA A LA 
COMPRESIÓN 
(NTC 550) CURADO DE 
CILINDROS
MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA 
DE BARRIDO (SEM)
AGREGADO FINO Y 
CEMENTO
PET Y CEMENTO 
RESULTADOS
ANÁLISIS COMPARATIVO CILINDROS 
DE CONCRETO CONVENCIONAOL Y 
CILINDROS CON PORCENTAJE PET 
44 
 
La investigación plasmada en el presente documento es de tipo experimental con 
enfoque cuantitativo y cualitativo, basada en la información recolectada por 
investigaciones afines y la evaluación del estado del arte en el uso del Polietileno 
Tereftalato (PET), como material de construcción y como estrategia para la 
elaboración de materiales ambientalmente amigables y que sean de utilidad y 
beneficio para la sociedad. 
 
 
2.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LAS MATERIAS PRIMAS PARA 
LAS PROBETAS 
 
La caracterización física de los materiales se realiza con el fin de dar una 
especificación precisa a las características de los materiales para la elaboración de 
la mezcla de concreto. 
 
2.1.1. PROCEDENCIA DE LOS AGREGADOS 
 
Los agregados utilizados para el desarrollo del presente trabajo de investigación 
fueron adquiridos en la planta de producción CONCRESCOL, la cual brinda 
materiales certificados. Esta empresa se encuentra ubicada a las afueras de Bogotá 
en la vía que comunica con Villavicencio (ver imagen 9). En la imagen 10 se muestra 
el agregado en la planta de producción, de donde fue extraído el material necesario 
para la elaboración de los cilindros y posteriormente transportado a las instalaciones 
de la Universidad Católica de Colombia para su caracterización. 
 
Imagen 9. Ubicación planta de producción CONCRESCOL. Fuente: Google Maps. 
45 
 
 
Imagen 10. Agregado en la planta de producción CONCRESCOL. Fuente: Autor. 
 
2.1.2. AGREGADO GRUESO 
 
 Tamaño máximo: se toma como referencia la norma NTC 77 (ASTM C136-
92) para determinar la distribución de tamaños de las partículas que 
componen los agregados por medio de tamizado. 
 Peso unitario: se toma como referencia la norma NTC 92 (ASTM C29M-91a) 
para determinar la masa unitaria en estado compactada o suelta y los vacíos 
entre partículas de agregados. 
 Absorción y densidad: se toma como referencia la norma NTC 176 (ASTM 
C127-93) para determinar la densidad y absorción del agregado grueso. 
 Humedad natural: se toma como referencia la norma NTC 1776 (ASTM 
C566-89) para determinar el porcentaje de humedad evaporable en una 
muestra del agregado sometida a secado. 
 
2.1.3. AGREGADO FINO 
 
 Módulo de finura: se toma como referencia la norma NTC 77 (ASTM C136-
92) para determinar la distribución de tamaños de partículas que componen 
los agregados por medio de tamizado. 
46 
 
 Humedad natural: se toma como referencia la norma NTC 1776 (ASTM 
C566-89) para determinar el porcentaje de humedad evaporable en una 
muestra del agregado sometida a secado. 
 Absorción y densidad: se toma como referencia la norma NTC 237 (ASTM 
C128-93) para determinar la densidad y absorción del agregado fino. 
 
2.1.4. CEMENTO 
 
 Densidad: se toma como referencia la norma NTC 221 (ASTM C188-2009) 
para determinar la densidad del cemento hidráulico. 
 Consistencia normal: se toma como referencia la norma NTC 110 (ASTM 
C187-86) para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico. 
 
2.1.5. POLÍMEROS 
 
 Absorción y densidad: se toma como referencia la norma NTC 237 (ASTM 
International, 2013) para determinar la densidad y absorción del polímero 
como agregado fino. 
 
2.2. DISEÑO DE MEZCLA 
 
El diseño de mezcla se realiza por medio del método volumétrico teniendo en cuenta 
la caracterización física realizada previamente a los materiales utilizados para el 
desarrollo del presente trabajo. 
 
2.2.1. CURVA DE RESISTENCIA RELACIONES AGUA – CEMENTO 
 
En la imagen 11 se expone la curva de resistencia según la relación agua-cemento, 
en donde se identifica que la resistencia obtenida a los 28 días de curado el concreto 
es inversamente proporcional a la relación existente entre agua-cemento de la 
mezcla. 
47 
 
 
Imagen 11. Curva de resistencia relaciones agua - cemento de las mezclas. (Abril & Ramos, 
2017). 
 
2.2.2. VALORES APROXIMADOS DEL PORCENTAJE DE AGREGADO FINO 
Y LA CANTIDAD DE AGUA POR M3 DE CONCRETO 
 
En la tabla 19 se expone el porcentaje de agregado fino según el volumen de 
concreto por metro cúbico, y la cantidad de agua necesaria para este volumen 
según el porcentaje de agregado. 
48 
 
 
Tabla 19. Valores aproximados en porcentaje del agregado fino y la cantidad de agua por 
𝐌𝟑de concreto. (Abril & Ramos, 2017). 
 
2.3. ELABORACIÓN DE LAS PROBETAS 
 
Una vez elaborado el diseño de mezcla en donde se ha determinado las 
proporciones de cada material dado que estos conformarán el concreto a estudiar, 
se debe asegurar las mismas condiciones de mezclado del material con la finalidad 
de generar mezclas con cantidades exactas y así hacer posible la comparación 
entre los cilindros. 
Además,
se llevarán a cabo 3 mezclas en el orden descrito a continuación: en primer 
lugar, se hace la mezcla correspondiente a la muestra de control con un diseño 
estándar de 2100 PSI la cual está conformada por concreto simple, en segundo 
orden se mezcla el material para los cilindros con 5% de PET y finalmente se hace 
la mezcla para los cilindros con 10% de PET, teniendo en cuenta que los 
porcentajes de PET son incluidos sustituyendo dicho porcentaje de agregado fino 
por el material PET. Antes de la elaboración de los cilindros se prepara los moldes 
en los cuales se da el fraguado del concreto para que este se despegue con facilidad 
al ser desencofrado, de igual forma es importante que una vez desencofrados los 
cilindros estos seas llevados al tanque de agua durante 28 días para que sean 
correctamente hidratados. 
 
49 
 
2.3.1. ASENTAMIENTO 
 
Se toma como referencia la norma NTC 396 (ASTM C143-90) para determinar el 
asentamiento del concreto. 
 
2.3.2. ELABORACIÓN Y CURADO 
 
Se toma como referencia la norma NTC 550 (ASTM C31) para determinar el 
adecuado procedimiento para la elaboración y curado de especímenes de concreto. 
 
2.4. CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE LAS PROBETAS 
 
Se toma como referencia la norma NTC 550 (ASTM C31) para determinar el 
adecuado procedimiento para el curado y el ensayo de la resistencia mecánica a la 
compresión. 
 
2.5. MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO (SEM) 
 
Para la realización de la microscopía electrónica de barrido fue necesario someter 
la muestra a una previa preparación. La preparación consiste en lijar la superficie 
de la muestra para obtener una imagen detallada de los materiales que la componen 
y cómo estos están ligados entre sí. Una vez lijada se retiran los excesos del 
material lijado y se hace un recubrimiento con oro para revestir la muestra y 
proceder a realizar la microscopía electrónica de barrido. 
 
 
 
 
 
 
50 
 
3. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 
 
En el capítulo 3 se presentan los resultados obtenidos de la caracterización física 
de los materiales, el diseño de mezcla elaborado a partir la caracterización física 
obtenida y la caracterización mecánica de las probetas, y el análisis de las muestras 
mediante la microscopía electrónica de barrido. 
 
3.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LAS MATERIAS PRIMAS PARA 
LA FABRICACIÓN DE LAS PROBETAS 
 
La caracterización de los materiales se llevó a cabo en los laboratorios de la 
Universidad Católica de Colombia, tomando como guía los parámetros 
especificados en la Norma Técnica Colombiana (NTC). A continuación, se dan a 
conocer los resultados obtenidos, el paso a paso del procedimiento puede 
encontrarse en los anexos del presente trabajo de investigación. 
 
3.1.1. AGREGADO GRUESO 
 
 Absorción y densidad: La densidad de los agregados gruesos es una de sus 
principales cualidades porque influye en la resistencia del concreto elaborado 
con ellos. La densidad de este tipo de material debe oscilar entre 2.4 g/cm3 
y 2.8 g/cm3 (Rivera, 2013), el resultado de los ensayos realizados en el 
presente trabajo de investigación arrojó una densidad de 2.62 g/cm3, es decir 
que se encuentra dentro del rango, indicando que cuenta con propiedades 
favorables que se mantienen desde su lugar de origen. En la tabla 20 se 
identifican los resultados obtenidos para densidad y absorción, y en la 
imagen 12 se observa el material preparado para el ensayo y la realización 
del ensayo (para ver procedimiento completo ir a Anexo 1). 
 
 
 
Tabla 20. Densidad y absorción agregado grueso. Fuente: Autor. 
AGREGADO GRUESO RESULTADOS
Peso de la muestra saturada y superficialmente seca
Peso de la muestra sumergida en agua
Peso de la muestra secada al horno
Densidad aparente (Bulk)
Densidad (Saturada y superficialmente seca)
Densidad nominal
Absorción
 
 
 
 
 
 
 
 
 
51 
 
 
 
Imagen 12. Preparación de la muestra y realización del ensayo de absorción y densidad de 
agregados gruesos. Fuente: Autor. 
 
 Granulometría: respecto a la granulometría se pudo observar que el material 
cuenta en general con un comportamiento proporcional, identificándose un 
tamaño máximo de ¾”, también mostrando proporciones que podrían llenar 
los vacíos de la mezcla de concreto, mejorando la resistencia de este (ver 
tabla 21 e imagen 13). 
 
 
Tabla 21. Granulometría del agregado grueso. Fuente: Autor. 
TAMIZ PESO RETENIDO (g) % RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO % QUE PASA
1" 0 0 0 100
3/4" 680,16 17,004 17,004 82,996
1/2" 1003,35 25,08375 42,08775 57,91225
3/8" 215,32 5,383 47,47075 52,52925
4 82,17 2,05425 49,525 50,475
10 216,26 5,4065 54,9315 45,0685
40 957,53 23,93825 78,86975 21,13025
80 558,56 13,964 92,83375 7,16625
200 76,76 1,919 94,75275 5,24725
Filler 7,47 0,18675 100 0
DATOS DE GRANULOMETRÍA
52 
 
 
Imagen 13. Curva de granulometría. Fuente: Autor. 
 
 Contenido de humedad: Se evidenció un valor menor del 1% de contenido 
de humedad natural, siendo este un valor pequeño del contenido de agua del 
agregado, un factor que puede explicar este resultado es la posible 
extracción del material en temporadas de temperaturas elevadas (ver tabla 
22). 
 
 
Tabla 22. Contenido de humedad natural agregado grueso. Fuente: Autor. 
3.1.2. AGREGADO FINO 
 
 Absorción y densidad: el agregado fino presenta una densidad aparente 
(bulk) de 2.11 g/cm3, siendo este tipo de agregado de gran utilidad para llenar 
los vacíos presentados en la mezcla de concreto debido a que, en 
comparación con el agregado grueso, este tipo de agregado al ser 
compactado tendría una menor cantidad de vacíos. En la tabla 23 se 
identifican los resultados obtenidos para densidad y absorción, en la imagen 
14 se muestra parte de procedimiento de este ensayo (para ver 
procedimiento completo ir a Anexo 2). 
AGREGADO GRUESO RESULTADO
Humedad natural 
53 
 
 
Tabla 23. Densidad y absorción de agregados finos. Fuente: Autor. 
 
 
Imagen 14. Cono de Abrams y picnómetro con material. Fuente: Autor. 
 
 Módulo de finura: la granulometría para la mezcla de concreto corresponde 
a la del agregado grueso. En la tabla 24 de muestran los resultados obtenidos 
para la granulometría y con estos datos se haya el módulo de finura. 
 
Tabla 24. Módulo de finura. Fuente: Autor. 
El módulo de finura obtenido para la granulometría expuesta anteriormente, es de 
2,42 lo cual indica que se encuentra dentro del rango el cual oscila entre 2.3 y 3.1 
(IMCYC, A.C., 1983), indicando que el módulo de finura resultante para la 
granulometría indicada es favorable para el diseño de la mezcla. 
𝑀𝑜𝑑𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑛𝑢𝑟𝑎 
AGREGADO FINO RESULTADOS
Densidad aparente (Bulk)
Densidad (Saturada y superficialmente seca)
Densidad nominal
Absorción
 
 
 
 
 
 
TAMIZ PESO RETENIDO (g) % RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO % QUE PASA
3/4" 0 0 0 100
3/8" 215,32 5,383 47,47075 52,52925
4 82,17 2,05425 49,525 50,475
8 216,26 5,4065 54,9315 45,0685
16 957,53 23,93825 78,86975 21,13025
50 558,56 13,964 92,83375 7,16625
100 76,76 1,919 94,75275 5,24725
54 
 
 Contenido de humedad: Se evidenció un valor mayor al 1% de contenido de 
humedad natural, siendo este un valor un poco mayor al hallado en el 
agregado grueso pero el aumento no es significativo, la cercanía de estos 
valores pueden explicarse a que los agregados fueron adquiridos en la 
misma zona a las afueras de Bogotá, en la tabla 25 se expone el resultado 
obtenido para el contenido de humedad natural en el agregado fino. 
 
Tabla 25. Contenido de humedad natural agregado fino. Fuente: Autor. 
 
3.1.3. CEMENTO 
 
Se seleccionó el cemento ARGOS para la realización de las probetas debido a que 
este tipo de cemento es uno de los más reconocidos y utilizados para la 
construcción de obras a nivel nacional, por tal motivo se identifican las 
características requeridas para llevar