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“Año de la Promoción de la Industria Responsable y Compromiso

Climático”

ESTUDIO DE MATERIA PRIMA EN LA REGIÓN LA LIBERTAD,FUNDAMENTADO EN LA ELABORACIÓN DE LADRILLOS DE ARCILLA

CON ADITIVOS PARA UN PRODUCTO DE CALIDAD.

 

Docente:VEGA GONZALES, JUAN ANTONIO

Curso:

GEOLOGIA

Integrantes:

• CALDERON YNFANTES, Mario

• CHIHUAN ZAVALA, KEVIN BRYAN

•

CRUZ GARCIA, HILDER• GUILLEN LOPEZ, FELTON ARCECIO

• OLANO MENDEZ, KELLY LIZBETH

• VALDIVIA FERNANDEZ SMITH 

Trujillo – Perú

2014

FACULTA ! I"#!"I!RIA

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1. OBJETIVOS

1.1 GENERAL:• Conocer y adquirir conocimientos del método de análisis

granulométrico mecánico para poder  determinar de manera

adecuada la distribución de las partículas de la arcilla para realizar

ladrillos empleando recursos renoables y así poder aproec!ar los

residuos producidos por el ser !umano"

1.2 ESPECIFICO:

•  Aplicar el método de análisis granulométrico mecánico para una muestra

de suelo"

• Conocer el uso correcto de los instrumentos del laboratorio"

• #eri$icar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de

proyectos"

• %educir el impacto ambiental que genera la producción en masa y la

demanda destinada a la $abricación de ladrillos comunes"

• Elaborar ladrillos de arcilla utilizando cenizas de cebada y de ca&a de

az'car"

2 REALIDAD PROBLEMÁTICA:

(na de las preocupaciones más importantes de nuestro tiempo es la calidad

ambiental del entorno" )e sabe que es $ácil y con $recuencia in'til* caer en la

interminable enumeración de problemas y catástro$es ambientales que soporta

nuestro +laneta" ,escribir calamidades no es agradable* ni para el que las

cuenta* ni para el que las escuc!a* pero 'nicamente la in$ormación y la

concientización puede corregir situaciones equiocadas y mitigar sus

consecuencias" Como es bien conocido en los 'ltimos -./ a&os* el planeta !a

cambiado la estructura natural de su atmós$era y su !idros$era más que en

todo el tiempo* millones de a&os* que tiene de e0istencia" +or esta razón la

adecuada protección y conseración del ambiente representa uno de los retos

más importantes a los que se en$renta la !umanidad" Es eidente que se

necesitan cambios drásticos y normas muy estrictas si se quiere conserar la

calidad de ida en el planeta" Como miembros de la sociedad debemos

participar en $orma actia en la creación de leyes y reglamentos que tengan un

impacto bené$ico para el ambiente* nuestra salud y la economía" Es importante

se&alar que las soluciones al problema de la contaminación están más cercade lo que uno cree* ya que es posible en nuestra ida cotidiana contribuir con

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actiidades sencillas a me1orar nuestro entorno* como por e1emplo* consumir

productos no contaminantes* disminuir el uso del automóil* separar los

desec!os reciclables en el !ogar* crear espacios erdes* entre otras medias" Es

precisamente aquí donde se mani$iesta en $orma más categórica el !ec!o de

pensar globalmente* pero actuar localmente"

+ara ello nuestro grupo !a tenido por coneniente utilizar productos inorgánicos

como cascarilla y las cenizas de cebada y las cenizas de la ca&a lo cual

puedan emplearse en la elaboración de ladrillos de arcilla con el $in contribuir

con el planeta y me1orar la calidad de ida con respecto al ámbito estructural"

3 MARCO TEORICO

3.1 HISTORIA

Los ladrillos son utilizados como elemento para la construcción desde !aceunos --"/// a&os" Los primeros en utilizarlos $ueron los agricultores del

neolítico pre cerámico del Leante !acia 2.// a" c"* ya que en las áreas

donde leantaron sus ciudades apenas e0istía la madera y la piedra" Los

sumerios y babilonios secaban sus ladrillos al sol3 sin embargo* para

re$orzar sus muros y murallas* en las partes e0ternas* los recubrían con

ladrillos cocidos* por ser estos más resistentes" En ocasiones también los

cubrían con esmaltes para conseguir e$ectos decoratios" Las dimensiones

de los ladrillos $ueron cambiando en el tiempo y seg'n la zona en la que se

utilizaron"

3.2 ANALISIS GRANULOMETRICO:

El suelo está constituido por in$inidad de partículas y la ariedad en el tama&ode estas es ilimitada" Cuando se comenzaron las inestigaciones sobre laspropiedades de los suelos se creyó que sus propiedades mecánicas dependíandirectamente de esta distribución en tama&os" )in embargo* !oy sabemos quees muy di$ícil deducir con certeza las propiedades mecánicas de los suelos apartir de su distribución granulométrica"

El análisis Granulométrico Es la determinación de los tama&os de las partículasde una cantidad de muestra de suelo* y aunque no es de utilidad por sí solo* seemplea 1unto con otras propiedades del suelo para clasi$icarlo* a la ez que nosau0ilia para la realización de otros ensayos" En los suelos granulares nos dauna idea de su permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril* noasí en suelos co!esios donde este comportamiento depende más de la!istoria geológica del suelo"

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El análisis granulométrico puede e0presarse de dos $ormas4

3.2.1. Ana!"#$a"

5ediante tablas que muestran el tama&o de la partícula contra el porcenta1e de

suelo menor de ese tama&o 6porcenta1e respecto al peso total7"

3.2.2. G%&'#$a"

(na cura dibu1ada en papel log8normal a partir de puntos cuya abscisa enescala logarítmica es el tama&o del grano y cuya ordenada en escala natural esel porcenta1e del suelo menor que ese tama&o 6+orcenta1e respecto al pesototal7" A esta grá$ica se le denomina C(%#A G%A9(LO5E:%ICA"

 Al realizar el análisis granulométrico distinguimos en las partículas cuatrorangos de tama&os4

3.2.2.1 G%a(a: Constituida por partículas cuyo tama&o es mayor que ;"<= mm"

3.2.2.2 A%)na: Constituida por partículas menores que ;"<= mm y mayores que/"/<; mm"

3.2.2.3. L#*+: Constituido por partículas menores que /"/<; mm y mayoresque /"//> mm"

3.2.2. A%$#a: Constituida por partículas menores que /"//> mm"

En el análisis granulométrico se emplean generalmente dos métodos paradeterminar el tama&o de los granos de los suelos4

 A" " 5étodo 5ecánico"

?" 5étodo del @idrómetro"

3.2.3 An&#-#- G%an+*/"%#$+ M)$&n#$+ 0+% Ta*#a+.

Es el análisis granulométrico que emplea tamices para la separación en

tama&os de las partículas del suelo" ,ebido a las limitaciones del método suuso se !a restringido a partículas mayores que /"/<; mm" Al material menorque ese se le aplica el método del !idrómetro"

3.2.3.1 Ta*#:

Es el instrumento empleado en la separación del suelo por tama&os* está$ormado por un marco metálico y alambres que se cruzan ortogonalmente$ormando aberturas cuadradas" Los tamices del A):5 son designados pormedio de pulgadas y n'meros" +or e1emplo un tamiz > es aquel cuya aberturamide dos pulgadas por lado3 un tamiz 9o" ; es aquel que tiene cuatro alambres

y cuatro aberturas por pulgada lineal"

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3.2.3.2 L#*#"a$#+n)- ) An&#-#- M)$&n#$+

• 9o proee in$ormación de la $orma del grano ni de la estructura de las

partículas"

• )e miden partículas irregulares con mallas de $orma regular"

• Las partículas de menor tama&o tienden a ad!erirse a las de mayor

tama&o"

• El n'mero de tamices es limitado mientras las partículas tienen n'meros

de tama&os ilimitados"

• :iene alg'n signi$icado cuando se realiza a muestras representatias de

suelo"

3.2. P%+$)#*#)n"+

 A partir del material traído del campo se obtiene una muestra representatia dela masa del suelo y se seca en el !orno" )e reducen los terrones de la muestraa tama&os de partículas elementales"

El material así reducido se emplea para realizar la granulometría gruesaertiendo el suelo a traés de los tamices4 B* >* >* -* -* D* BF* 9o" ;dispuestos sucesiamente de mayor a menor* colocando al $inal receptáculodenominado $ondo" Luego se pasa a tamizar el material colocándolo en losagitadores mecánicos* cinco minutos en el de moimiento ertical y cincominutos en el de moimiento !orizontal"

)i no se cuenta con agitadores mecánicos se tamiza manualmente durantediez minutos" )e recupera el material retenido en cada tamiz asegurándonosmanualmente de que las partículas !ayan sido retenidas en el tamizcorrespondiente" )e procede a pesar el material retenido en cada tamiz*pudiendo !acerse en $orma indiidual o en $orma acumulada"

El suelo que se encuentra en el $ondo se pesa siempre indiidualmente" (na

ez pesado* el material que se encuentra en el $ondo se cuartea para obteneruna muestra que pese entre -./ y B// gramos con la cual se !ace lagranulometría $ina" La muestra obtenida del cuarteo se pesa y se laa sobre eltamiz 9o" >// para eliminar el material menor que ese tama&o"

)e coloca la muestra en el !orno y se seca durante >; !oras a --/ oC*después de lo cual se ierte sobre los tamices4 9o" -/* 9o" B/* 9o" ;/* 9o" -//*9o" >// y $ondo dispuestos sucesiamente de mayor a menor abertura y seprocede igual que para la granulometría gruesa"

3.2..1 E Ca%")+

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El cuarteo tiene por ob1eto obtener de una muestra de porcionesrepresentatias de tama&o adecuado para e$ectuar las pruebas de laboratorioque se requieren"

El equipo necesario para e$ectuar el cuarteo es el siguiente4 ?áscula de ->/

g" de capacidad con apro0imación de -/ gramos* palas de $orma rectangular*!ule o lona a!ulado de -./ cm* como mínimo por lado* regla de dimensionesadecuadas al olumen para cuartear* cazuelas metálicas de $orma rectangularde dimensiones apropiadas* cuc!arón* partidor de muestras con aberturas enlos ductos separadores e -". eces apro0imadamente el tama&o má0imo de laspartículas de la muestra equipada con recipientes para depositar el materialseparado* y un cuc!arón plano

+ara e$ectuar el cuarteo se deberá seguir los siguientes pasos4

8 Hormando un cono con la muestra para seleccionarlos por cuadrante* paraesto se resuele primero todo el material !asta que presente un aspecto!omogéneo3 traspaleando de un lugar a otras ; eces sobre una super$iciesimplemente !orizontal* lisa y limpia"

8 )e procederá después a $ormar el cono* depositando el material en el érticedel mismo* permitiendo que dic!o material por si solo busque su acomodo yprocurando a la ez que la distribución se !aga uni$ormemente"

8 El cono $ormado se trans$ormara en cono truncado* colocando la pala delértice !acia aba1o y !aciéndola girar alrededor del e1e del cono* con el $in de ir

desalo1ando el material !acía la super$icie !asta de1arlo con una altura de -. a>/ cm" enseguida dic!o cono truncado se diidirá y separara en cuadrantes por medio de una regla de dimensiones adecuadas"

8 )e mezclara el material de dos cuadrantes opuestos y con este* en caso deser necesario* se repite el procedimiento anterior sucesiamente* !asta obtener de la muestra del tama&o requerido" )e deberá tener cuidado de no perdermaterial $ino en cada operación del cuarteo"

3.3 PROPIEDADES FISICA DE LA CASCARILLAS CENIAS DE LACEBADA 4 CENIAS DE CA5A DE AUCAR:

3. E a%#+ $+*+ ))*)n"+ $+n-"%$"#(+

B";"- La arcilla

La arcilla con la que se elaboran los ladrillos es un material sedimentario departículas muy peque&as de silicatos !idratados de al'mina* además de otrosminerales como el caolín* la montmorillonita y la illita" )e considera el adobe como el precursor del ladrillo* puesto que se basa en el concepto de utilizaciónde barro arcilloso para la e1ecución de muros* aunque el adobe no e0perimentalos cambios $ísico8químicos de la cocción" El ladrillo es la ersión irreersibledel adobe* producto de la cocción a altas temperaturas 6B./7"

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B";"> Geometría

9omenclatura de las caras y aristas de un ladrillo"

)u $orma es la de un prisma rectangular* en el que sus di$erentes dimensionesreciben el nombre de soga* tizón y grueso* siendo la soga su dimensión mayor" Así mismo* las di$erentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla* canto ytesta 6la tabla es la mayor7" +or lo general* la soga es del doble de longitud queel tizón o* más e0actamente* dos tizones más una 1unta* lo que permitecombinarlos libremente" El grueso* por el contrario* puede no estar modulado"

E0isten di$erentes $ormatos de ladrillo* por logeneral son de un tama&o que permitamane1arlo con una mano" En particular*destacan el $ormato métrico* en el que lasdimensiones son >; 0 --*. 0 .*>. < B*.cm 6cada dimensión es dos eces lainmediatamente menor* más - cm de 1unta7y el $ormato catalán de dimensiones >2 0 -;0 .*> <*. = cm* y los más normalizadosque miden >. 0 -> 0 . cm" #er $igura B";">7

 Actualmente también se utilizan por su gran demanda* dado su reducido coste

en obra* medidas de ./ 0 >; 0 . cm"

B";"B :ipos de ladrillo

)eg'n su $orma* los ladrillos se clasi$ican en4

• Ladrillo perforado* que son todos aquellos que tienen per$oraciones en la

tabla que ocupen más del -/J de la super$icie de la misma" )e utilizanen la e1ecución de $ac!adas de ladrillo"

• Ladrillo macizo* aquellos con menos de un -/J de per$oraciones en la

tabla" Algunos modelos presentan reba1es en dic!as tablas y en lastestas para e1ecución de muros sin llagas"

• Ladrillo tejar o manual * simulan los antiguos ladrillos de $abricación

artesanal* con apariencia tosca y caras rugosas" :ienen buenaspropiedades ornamentales"

• Ladrillo aplantillado* aquel que tiene un per$il curo* de $orma que al

colocar una !ilada de ladrillo* generalmente a sardinel* con$orman unamoldura corrida" El nombre proiene de las plantillas que utilizaban loscanteros para labrar las piedras* y que se utilizan para dar la citada

$orma al ladrillo"

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FI#URA

$%&%'

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• @umidi$icación

• 5oldeado

• )ecado

• Cocción

•  Almacena1e

3.4.4.1 Maduración

 Antes de incorporar la arcilla al ciclo de producción !ay que someterla a ciertos

tratamientos de trituración* !omogeneización y reposo en acopio* con la

$inalidad de obtener una adecuada consistencia y uni$ormidad de lascaracterísticas $ísicas y químicas deseadas"

El reposo a la intemperie tiene la $inalidad de $acilitar el desmenuzamiento de

los terrones y la disolución de los nódulos para impedir las aglomeraciones de

partículas arcillosas" La e0posición a la acción atmos$érica 6aire* lluia* sol*

!ielo* etc"7 $aorece además la descomposición de la materia orgánica que

pueda estar presente y permite la puri$icación química y biológica del material"

,e esta manera se obtiene un material completamente inerte y poco dado a

posteriores trans$ormaciones mecánicas o químicas"

3.4.4. !ratamiento mecánico previo

,espués de la maduración* que se produce en la zona de acopio* sigue la $ase

de pre8elaboración* que consiste en una serie de operaciones que tienen la

$inalidad de puri$icar y re$inar la materia prima" Los instrumentos utilizados en la

pre8elaboración* para un tratamiento puramente mecánico suelen ser4

• "ompe#terrones4 como su propio nombre indica* sire para reducir las

dimensiones de los terrones !asta un diámetro de entre -. y B/ mm"

• $liminador de piedras4 está constituido generalmente por dos cilindros

que giran a di$erentes elocidades* capaces de separar la arcilla de laspiedras o Kc!inos"

• %esintegrador 4 se encarga de triturar los terrones de mayor tama&o* más

duros y compactos* por la acción de una serie de cilindros dentados"

• Laminador refinador 4 está $ormado por dos cilindros rotatorios lisos

montados en e1es paralelos* con separación* entre sí* de - a > mm*espacio por el cual se !ace pasar la arcilla sometiéndola a un

aplastamiento y un planc!ado que !acen a'n más peque&as las

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partículas" En esta 'ltima $ase se consigue la eentual trituración de los'ltimos nódulos que pudieran estar todaía en el interior del material"

3.4.4.3 de materia prima procesada

 A la $ase de pre8elaboración* sigue el depósito de material en silos especiales

en un lugar tec!ado* donde el material se !omogeneiza de$initiamente tanto

en apariencia como en características $ísico8químicas"

3.4.4.4 &umidificación

 Antes de llegar a la operación de moldeo* se saca la arcilla de los silos y se

llea a un laminador re$inador* y posteriormente a un mezclador !umedecedor*

donde se agrega agua para obtener la !umedad precisa"

3.4.4.' Moldeado

El moldeado consiste en !acer pasar la mezcla de arcilla a traés de unaboquilla al $inal de la estructura" La boquilla es una planc!a per$orada que tiene

la $orma del ob1eto que se quiere producir"

El moldeado se suele !acer en caliente utilizando apor  saturado

apro0imadamente a -B/ MC y a presión reducida" +rocediendo de esta manera

se obtiene una !umedad más uni$orme y una masa más compacta* puesto que

el apor tiene un mayor poder de penetración que el agua"

3.4.4.( )ecado

El secado es una de las $ases más delicadas del proceso de producción" ,eesta etapa depende* en gran parte* el buen resultado y calidad del material*

más que nada en lo que respecta a la ausencia de $isuras" El secado tiene la

$inalidad de eliminar el agua agregada en la $ase de moldeado para poder

pasar a la $ase de cocción"

Esta $ase se realiza en secaderos que pueden ser de di$erentes tipos" A eces

se !ace circular aire de un e0tremo a otro por el interior del secadero* y otras

eces es el material el que circula por el interior del secadero sin inducir

corrientes de aire" Lo más normal es que la eliminación del agua del materialcrudo se llee a cabo insu$lando aire caliente con una cantidad de !umedad

ariable" Eso permite eitar golpes termo!igrométricos que puedan producir

una disminución de la masa de agua a ritmos di$erentes en distintas zonas del

material y* por lo tanto* a producir $isuras localizadas"

3.4.4.* +occión

)e realiza en !ornos de t'nel* que en algunos casos pueden llegar a medir

!asta ->/ m de longitud* y donde la temperatura de la zona de cocción oscila

entre 2// MC y -/// MC"

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En el interior del !orno la temperatura aría de $orma continua y uni$orme" El

material secado se coloca en carros especiales* en paquetes estándar y es

introducido por una de las e0tremidades del t'nel* saliendo por el e0tremo

opuesto una ez que está cocido"

Es durante la cocción cuando se produce la sinterización* de manera que la

cocción resulta una de las instancias cruciales del proceso en lo que a la

resistencia del ladrillo respecta"

3.4.4., -lmacenaje

 Antes del embala1e se procede a la $ormación de paquetes sobre pallets* que

permitirán después moerlos $ácilmente con carretillas de !orquilla" El proceso

de embala1e consiste en enoler los paquetes con cintas de plástico o de

metal* de modo que puedan ser depositados en lugares de almacenamiento*

para posteriormente ser trasladados en camiones"

 

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