UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR - … · ii DERECHOS DE AUTOR Yo, Mestanza Guamancuri José Luis en calidad de autor y titular de los derechos morales y patrimoniales del trabajo

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

“Análisis de las propiedades físico–mecánicas de un hormigón elaborado con

fibras recicladas de envases PET utilizando agregados de la cantera de San

Antonio y cemento Holcim tipo GU

Trabajo de Titulación modalidad Proyecto de Investigación, previo a la

obtención del Título de Ingeniero Civil

Mestanza Guamancuri José Luis

TUTOR: Ing. Moya Heredia Juan Carlos Msc.

QUITO, 2018

USER

Rectángulo

ii

DERECHOS DE AUTOR

Yo, Mestanza Guamancuri José Luis en calidad de autor y titular de los derechos morales y

patrimoniales del trabajo de titulación “Análisis de las propiedades físico–mecánicas de un

hormigón elaborado con fibras recicladas de envases PET utilizando agregados de la

cantera de San Antonio y cemento Holcim tipo GU”, modalidad Proyecto de Investigación,

de conformidad con el Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE

LOS CONOCIMEINTOS,CREATIVIDAD E INNOVACIÓN, concedemos a favor de la

Universidad Central del Ecuador una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva para el uso

no comercial de la obra, con fines estrictamente académicos. Conservamos a mi favor todos

los derechos de autor sobre la obra, establecidos en la normativa citada. Así mismo, autorizo a

la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitalización y publicación de este

trabajo de titulación en el repositorio virtual, de conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de

la Ley Orgánica de Educación Superior. El autor declara que la obra objeto de la presente

autorización es original en su forma de expresión y no infringe el derecho de autor de terceros,

asumiendo la responsabilidad por cualquier reclamación que pudiera presentarse por esta causa

y liberando a la Universidad de toda responsabilidad.

--------------------------------------

Mestanza Guamancuri José Luis

C.C. 172554189-8

[email protected]

iii

APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del Trabajo de Titulación, presentado por MESTANZA

GUAMANCURI JOSÉ LUIS, para optar por el grado de Ingeniero Civil; cuyo título es:

ANÁLISIS DE LAS PROPIEDADES FÍSICO–MECÁNICAS DE UN HORMIGÓN

ELABORADO CON FIBRAS RECICLADAS DE ENVASES PET UTILIZANDO

AGREGADOS DE LA CANTERA DE SAN ANTONIO Y CEMENTO HOLCIM TIPO

GU, considero que dicho trabajo reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a

la presentación pública y evaluación por parte del tribunal examinador que se designe.

En la ciudad de Quito a los 18 días del mes de octubre de 2017

Ing. Juan Carlos Moya H. MSc.

DOCENTE-TUTOR

1710919083

iv

DEDICATORIA

Por estar en cada etapa de mi vida dedico este proyecto a Dios, gracias a su infinito amor me

ha dado la sabiduría y fortaleza para seguir adelante.

A mis padres Dr. José Luis Mestanza y Lcda. Roció Guamancuri que me enseñaron el valor de

la perseverancia y la superación ante cualquier obstáculo.

A mi hermano Juan Mestanza y mi abuelito Jorge Guamancuri, personas que animaron mi

proceso de formación académica.

José Luis Mestanza Guamancuri

v

AGRADECIMIENTO

“Mira que te mando que te esfuerces y seas valiente; no temas ni desmayes, porque Jehová tu Dios

estará contigo dondequiera que vayas.”

Josué 1:9

Agradezco a Dios por darme la fuerza para crecer profesionalmente, y darme consuelo en tiempos

difíciles. Siempre he confiado en ti Padre Santo.

Agradezco a mis padres que siempre confiaron en mí, con gran amor y sacrificio han sido parte de

este logro académico.

A mi abuelito Jorge Guamancuri y mi amigo Carlos Castillo quienes ayudaron en el transcurso

de este proceso.

A familiares y amigos que, con su apoyo condicional y palabras de ánimo, lograron incentivarme

para cumplir un sueño.

A la Universidad Central del Ecuador por haberme dado la oportunidad de crecer profesionalmente.

A mi tutor el Ing. Juan Moya quién con su sabiduría y conocimiento logro guiar esta investigación.

De igual manera a los lectores el Ing. Luis Maya y el Ing. Jorge Fraga quienes con su conocimiento

y experiencia profesional dieron un valioso aporte, asesorando y colaborando en la ejecución de

esta investigación.

José Luis Mestanza Guamancuri

vi

CONTENIDO

DERECHOS DE AUTOR .............................................................................................. ii

APROBACIÓN DEL TUTOR ...................................................................................... iii

DEDICATORIA ............................................................................................................. iv

AGRADECIMIENTO .................................................................................................... v

CONTENIDO ................................................................................................................. vi

LISTA DE TABLAS ..................................................................................................... xii

LISTA DE ILUSTRACIONES ................................................................................... xix

LISTA DE GRÁFICOS ............................................................................................. xxiii

LISTA DE ANEXOS .................................................................................................. xxv

RESUMEN.................................................................................................................. xxvi

ABSTRACT ............................................................................................................... xxvii

CAPÍTULO I ................................................................................................................... 1

1. EL PROBLEMA .................................................................................................... 1

1.1. TEMA................................................................................................................. 1

1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .......................................................... 1

1.3. JUSTIFICACIÓN............................................................................................... 4

1.4. OBJETIVOS....................................................................................................... 5

1.4.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................... 5

1.4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................... 5

1.5. IDEAS A DEFENDER ...................................................................................... 5

vii

CAPÍTULO II ................................................................................................................. 6

2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ...................................................................... 6

2.1. TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET) .................................................... 6

2.1.1. ENVASES PET ................................................................................................ 6

2.1.2. IMPACTO AMBIENTAL DE ENVASES PET .............................................. 7

2.1.3. RECICLAJE DE ENVASES PET ................................................................... 8

2.1.4. TIPOS DE RECICLADO................................................................................. 9

2.1.4.1. Reciclado mecánico ...................................................................................... 9

2.1.4.2. Reciclado químico ........................................................................................ 9

2.1.4.3. Reciclado energético ..................................................................................... 9

2.1.5. EL PET EN LA CONSTRUCCIÓN .............................................................. 10

2.2. EL HORMIGÓN .............................................................................................. 11

2.2.1. HISTORIA DEL HORMIGÓN ..................................................................... 11

2.2.2. DEFINICIÓN ................................................................................................. 11

2.2.3. COMPONENTES DEL HORMIGÓN........................................................... 12

2.2.3.1. Agua............................................................................................................ 12

2.2.3.2. Agregados ................................................................................................... 12

2.2.3.3. Cemento ...................................................................................................... 14

2.2.3.4. Aditivos ...................................................................................................... 17

2.3. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL HORMIGÓN ................... 19

viii

2.3.1. PROPIEDADES DEL HORMIGÓN FRESCO ............................................. 19

2.3.1.1. Consistencia ................................................................................................ 19

2.3.1.2. Docilidad .................................................................................................... 22

2.3.1.3. Homogeneidad ............................................................................................ 22

2.3.1.4. Segregación ................................................................................................ 23

2.3.1.5. Exudación ................................................................................................... 23

2.3.2. PROPIEDADES DEL HORMIGÓN ENDURECIDO .................................. 23

2.3.2.1. Densidad ..................................................................................................... 23

2.3.2.2. Resistencia .................................................................................................. 24

2.3.2.3. Módulo de elasticidad ................................................................................. 29

2.3.2.4. Retracción ................................................................................................... 32

2.3.2.5. Durabilidad ................................................................................................. 32

2.3.2.6. Porosidad .................................................................................................... 33

2.3.2.7. Curado del hormigón endurecido ............................................................... 33

2.4. HORMIGÓN REFORZADO CON FIBRAS .................................................. 34

2.4.1. CLASIFICACIÓN DE FIBRAS EMPLEADAS EN EL HORMIGÓN ........ 35

2.4.1.1. Según su material........................................................................................ 35

2.4.1.2. Según su función y geometría .................................................................... 38

2.5. FIBRAS RECICLADAS DE ENVASES PET ................................................ 39

2.5.1. DEFINICIÓN ................................................................................................. 39

ix

CAPÍTULO III .............................................................................................................. 40

3. METODOLOGÍA ................................................................................................ 40

3.1. CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS .................................................... 40

3.1.1. ABRASIÓN ................................................................................................... 40

3.1.2. COLORIMETRÍA .......................................................................................... 43

3.1.3. CONTENIDO DE HUMEDAD ..................................................................... 45

3.1.4. DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA ............................ 49

3.1.5. DENSIDAD ÓPTIMA ................................................................................... 52

3.1.6. GRANULOMETRÍA ..................................................................................... 59

3.1.7. PESO ESPECÍFICO Y CAPACIDADES DE ABSORCIÓN ....................... 73

3.1.7.1. Peso específico ........................................................................................... 73

3.1.7.2. Capacidad de absorción .............................................................................. 75

3.2. CEMENTO....................................................................................................... 78

3.2.1. DENSIDAD ................................................................................................... 78

3.3. FIBRAS RECICLADAS PET .......................................................................... 80

3.3.1. PROCESO DE ELABORACIÓN .................................................................. 80

3.3.1.1. Artefacto cortador de envases PET ............................................................ 83

3.3.2. PESO ESPECÍFICO ....................................................................................... 88

3.4. DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN .................................................... 91

3.4.1. MÉTODO DE DENSIDAD ÓPTIMA ........................................................... 91

x

3.4.1.1. Parámetros de diseño .................................................................................. 91

3.4.1.2. Procedimiento de diseño ............................................................................. 93

3.4.1.3. Dosificación de fibras PET ......................................................................... 96

3.4.2. DISEÑO DE MEZCLA DE PRUEBA ........................................................ 101

3.4.3. DISEÑO DE MEZCLA 1 SIN FIBRA ........................................................ 105

3.4.4. DISEÑO DE MEZCLA 2 CON 0.37% DE FIBRA..................................... 107

3.4.4.1. Dosificación de fibras PET para la mezcla 2 con 0.37% de fibra ............ 109

3.4.5. DISEÑO DE MEZCLA 3 CON 0.74%DE FIBRA...................................... 114

3.4.5.1. Dosificación de fibras PET para la mezcla 3 con 0.74%de fibra ............. 117

3.4.6. DISEÑO DE MEZCLA 4 CON 1.11% DE FIBRA..................................... 122

3.4.6.1. Dosificación de fibras PET para la mezcla 4 con 1.11% de fibra ............ 125

3.5. INTERPRETACIÓN COMPARATIVA DE RESULTADOS ...................... 130

3.5.1. PROPIEDADES FÍSICAS ........................................................................... 130

3.5.1.1. Consistencia .............................................................................................. 130

3.5.1.2. Trabajabilidad ........................................................................................... 131

3.5.1.3. Cohesión ................................................................................................... 131

3.5.1.4. Homogeneidad .......................................................................................... 132

3.5.2. PROPIEDADES MECÁNICAS .................................................................. 133

3.5.2.1. Ensayo para determinar la resistencia a la compresión simple ................ 133

3.5.2.2. Ensayo para determinar el módulo de elasticidad .................................... 150

xi

3.5.2.3. Ensayo para determinar la resistencia a la tracción indirecta ................... 176

3.5.2.4. Ensayo para determinar la resistencia a la flexión ................................... 182

3.5.2.5. Ensayo para determinar la resistencia a la adherencia ............................. 188

CAPÍTULO IV ............................................................................................................ 194

4. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS ......................................................... 194

4.1. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LAS FIBRAS PET ................... 194

4.2. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LA MEZCLA 1 SIN FIBRA .... 195

4.3. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LA MEZCLA 2 CON 0.37% DE FIBRA

196

4.4. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LA MEZCLA 3 CON 0.74%DE FIBRA

197

4.5. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LA MEZCLA 4 CON 1.11% DE FIBRA

198

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................. 199

5.1. CONCLUSIONES ......................................................................................... 199

5.2. RECOMENDACIONES ................................................................................ 201

BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................... 202

ANEXOS ...................................................................................................................... 206

xii

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Composición química tipica del Clínker de cemento Portland .................................. 15

Tabla 2. Composición potencial del Clínker de cemento Portland .......................................... 16

Tabla 3. Consistencia de los hormigones ................................................................................. 22

Tabla 4. Densidad de hormigón endurecido ............................................................................ 24

Tabla 5. Graduación ensayo de abrasión ................................................................................. 40

Tabla 6. Ensayos de abrasión del agregado grueso .................................................................. 42

Tabla 7. Descripción colorimétrica del agregado fino ............................................................. 43

Tabla 8. Agregado fino de muy buena calidad ........................................................................ 44

Tabla 9. Ensayos de contenido de humedad del agregado fino (Mezcla de prueba) ............... 46

Tabla 10. Ensayos de contenido de humedad del agregado grueso (Mezcla de prueba) ......... 46

Tabla 11. Ensayos de contenido de humedad del agregado fino (Mezcla 1 y mezcla 2) ........ 47

Tabla 12. Ensayos de contenido de humedad del agregado grueso (Mezcla 1 y mezcla 2) .... 47

Tabla 13. Ensayos de contenido de humedad del agregado fino (Mezcla 3 y mezcla 4) ........ 48

Tabla 14. Ensayos de contenido de humedad del agregado grueso (Mezcla 3 y mezcla 4) .... 48

Tabla 15. Ensayos de densidad aparente suelta y compactada del agregado fino ................... 50

Tabla 16. Ensayos de densidad aparente suelta y compactada del agregado grueso ............... 51

Tabla 17. Ensayo No. 1 densidad óptima de los agregados ..................................................... 53

Tabla 18. Resultados (Ensayo No. 1 densidad óptima de los agregados)................................ 53


xiii




Tabla 23. Resumen de ensayos de densidad óptima de los agregados .................................... 59

Tabla 24. Ensayo No. 1 granulometría del agregado fino ....................................................... 61



Tabla 27. Ensayo No. 1 granulometría del agregado grueso ................................................... 67



Tabla 30. Resumen de ensayos granulométricos de los agregado ........................................... 73

Tabla 31. Ensayos de peso específico y capacidad de absorción del agregado fino ............... 76

Tabla 32. Ensayos de peso específico y capacidad de absorción del agregado grueso ........... 77

Tabla 33. Ensayos de densidad del cemento (Método del Le-Chatelier) ................................ 79

Tabla 34. Ensayos de peso específico de las fibras recicladas PET ........................................ 90

Tabla 35. Relación agua/cemento en base a la resistencia a la compresión del hormigón ...... 92

Tabla 36. Cantidad de pasta en función del asentamiento del hormigón................................. 94

Tabla 37. Datos para el diseño de mezcla del homigón por el método de densidad óptima . 101

Tabla 38. Dosificación inicial al peso (Mezcla de prueba) .................................................... 103

Tabla 39. Muestras para ensayos (Mezcla de prueba) ........................................................... 103

xiv

Tabla 40. Cantidad inicial de materiales (Mezcla de pueba) ................................................. 104

Tabla 41. Cantidad final de materiales (Mezcla de prueba) .................................................. 104

Tabla 42. Dosificación inicial al peso (Mezcla 1 sin fibra) ................................................... 105

Tabla 43. Muestras para ensayos (Mezcla 1 sin fibra) ........................................................... 105

Tabla 44. Cantidad inicial de materiales (Mezcla 1 sin fibras).............................................. 106

Tabla 45. Cantidad final de materiales (Mezcla 1 sin fibra) .................................................. 106

Tabla 46. Dosificación inicial al peso (Mezcla 2 con 0.37% de fibra) .................................. 107

Tabla 47. Muestras para ensayos (Mezcla 2 con 0.37% de fibra) ......................................... 107

Tabla 48. Cantidad inicial de materiales (Mezcla 2 con 0.37% de fibra) .............................. 108

Tabla 49. Cantidad final de materiales (Mezcla 2 con 0.37% de fibra) ................................. 108

Tabla 50. Dosificación de fibras PET para compresión simple de mezcla 2 con 0.37% de fibra

................................................................................................................................................ 109

Tabla 51. Dosificación de fibras PET para módulo de elasticidad de mezcla 2 con 0.37% de

fibra ........................................................................................................................................ 110

Tabla 52. Dosificación de fibras PET para tracción indirecta de mezcla 2 con 0.37% de fibra

................................................................................................................................................ 111

Tabla 53. Dosificación de fibras PET para flexión de mezcla 2 con 0.37% de fibra ............ 112

Tabla 54. Dosificación de fibras PET para adherencia de mezcla 2 con 0.37% de fibra ...... 113

Tabla 55. Masa total de fibras para la mezcla 2 con 0.37% de fibra ..................................... 114

Tabla 56. Dosificación inicial al peso (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) ................................... 114

Tabla 57. Muestras para ensayos (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) .......................................... 115

xv

Tabla 58. Cantidad inicial de materiales (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) ............................... 115

Tabla 59. Cantidad final de materiales (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) .................................. 116

Tabla 60. Dosificación de fibras PET para compresión simple de mezcla 3 con 0.74%de fibra

................................................................................................................................................ 117

Tabla 61. Dosificación de fibras PET para módulo de elasticidad de mezcla 3 con 0.74%de

fibra ........................................................................................................................................ 118

Tabla 62. Dosificación de fibras PET para tracción indirecta de mezcla 3 con 0.74%de fibra

................................................................................................................................................ 119

Tabla 63. Dosificación de fibras PET para flexión de mezcla 3 con 0.74%de fibra ............. 120

Tabla 64. Dosificación de fibras PET para adherencia de mezcla 3 con 0.74%de fibra ....... 121

Tabla 65. Masa total de fibras para la mezcla 3 con 0.74%de fibra ...................................... 122

Tabla 66. Dosificación inicial al peso (Mezcla 4 con 1.11% de fibra) .................................. 122

Tabla 67. Muestras para ensayos (Mezcla 4 con 1.11%de fibra) .......................................... 123

Tabla 68. Cantidad inicial de materiales (Mezcla 4 con 1.11% de fibra) .............................. 123

Tabla 69. Cantidad final de materiales (Mezcla 4 con 1.11% de fibra) ................................. 124


................................................................................................................................................ 125

Tabla 71. Dosificación de fibras PET para módulo de elasticidad de mezcla 4 con 1.11% de

fibra ........................................................................................................................................ 126


................................................................................................................................................ 127

Tabla 73. Dosificación de fibras PET para flexión de mezcla 4 con 1.11% de fibra ............ 128

xvi

Tabla 74. Dosificación de fibras PET para adherencia de mezcla 4 con 1.11% de fibra ...... 129

Tabla 75. Masa total de fibras para la mezcla 4 con 1.11% de fibra ..................................... 130

Tabla 76. Consistencia de las mezclas ................................................................................... 130

Tabla 77. Trabajabilidad de las mezclas ................................................................................ 131

Tabla 78. Cohesión de las mezclas ........................................................................................ 131

Tabla 79. Homogeneidad de las mezclas ............................................................................... 132

Tabla 80. Compresión simple a los 7 días (Mezcla de prueba) ............................................. 134

Tabla 81. Compresión simple a los 14 días (Mezcla de prueba) ........................................... 135

Tabla 82. Compresión simple a los 28 días (Mezcla de prueba) ........................................... 136

Tabla 83. Compresión simple a los 7 días (Mezcla 1 sin fibra) ............................................. 137

Tabla 84. Compresión simple a los 14 días (Mezcla 1 sin fibra) ........................................... 138

Tabla 85. Compresión simple a los 28 días (Mezcla 1 sin fibra) ........................................... 139

Tabla 86. Compresión simple a los 7 días (Mezcla 2 con 0.37% de fibra) ........................... 140

Tabla 87. Compresión simple a los 14 días (Mezcla 2 con 0.37% de fibra) ......................... 141


Tabla 89. Compresión simple a los 7 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) ............................ 143

Tabla 90. Compresión simple a los 14 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) .......................... 144

Tabla 91. Compresión simple a los 28 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) .......................... 145

Tabla 92. Compresión simple a los 7 días (Mezcla 4 con 1.11% de fibra) ........................... 146


xvii


Tabla 95. Resistencia a la compresión simple de las mezclas de hormigón .......................... 149

Tabla 96. Módulo de elasticidad de la probeta CME-SF-28-01 (Mezcla 1 sin fibra) ........... 151



Tabla 99. Módulo de elasticidad de la probeta CME-0.37%-28-01 (Mezcla 2 con 0.37% de

fibra) ....................................................................................................................................... 157


fibra) ....................................................................................................................................... 159


fibra) ....................................................................................................................................... 161

Tabla 102. Módulo de elasticidad de la probeta CME-0.74%-28-01 (Mezcla 3 con 0.74%de

fibra) ....................................................................................................................................... 163


fibra) ....................................................................................................................................... 165


fibra) ....................................................................................................................................... 167


fibra) ....................................................................................................................................... 169


fibra) ....................................................................................................................................... 171


fibra) ....................................................................................................................................... 173

xviii

Tabla 108. Módulos de elasticidad de las mezclas de hormigón ........................................... 175

Tabla 109. Tracción indirecta a los 28 días (Mezcla 1 sin fibra) ........................................... 177

Tabla 110. Tracción Indirecta a los 28 días (Mezcla 2 con 0.37% de Fibra) ........................ 178

Tabla 111. Tracción indirecta a los 28 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) .......................... 179

Tabla 112. Tracción indirecta a los 28 días (Mezcla 4 con 1.11% de fibra) ......................... 180

Tabla 113. Resistencia a la tracción indirecta de las mezclas de hormigón ......................... 181

Tabla 114. Flexión a los 28 días (Mezcla 1 sin fibra) ............................................................ 183

Tabla 115. Flexión a los 28 días (Mezcla 2 con 0.37% de fibra) ......................................... 184

Tabla 116. Flexión a los 28 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) ........................................... 185

Tabla 117. Flexión a los 28 días (Mezcla 4 con 1.11% de fibra) ......................................... 186

Tabla 118. Módulo de rotura a flexión de las mezclas de hormigón ..................................... 187

Tabla 119. Adherencia a los 28 días (Mezcla 1 sin fibra) ..................................................... 189

Tabla 120. Adherencia a los 28 días (Mezcla 2 con 0.37% de fibra) .................................... 190

Tabla 121. Adherencia a los 28 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra) ..................................... 191

Tabla 122. Adherencia a los 28 días (Mezcla 4 con 1.11% de fibra) .................................... 192

Tabla 123. Módulo de rotura a la adherencia de las mezclas de hormigón ........................... 193

Tabla 124. Análisis de precios unitario de las fibras PET ..................................................... 194

Tabla 125. Análisis de precios unitario de la mezcla 1 sin fibra ........................................... 195

Tabla 126. Análisis de precios unitario de la mezcla 2 con 0.37% de fibra .......................... 196

Tabla 127. Análisis de precios unitario de la mezcla 3 con 0.74%de fibra ........................... 197

xix

Tabla 128. Análisis de precios unitario de la mezcla 4 con 1.11% de fibra .......................... 198

LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1. Preforma............................................................................................................... 6

Ilustración 2. Simbología PET ................................................................................................... 8

Ilustración 3. Tejas plásticas low cost...................................................................................... 10

Ilustración 4. Agua potable ...................................................................................................... 12

Ilustración 5. Cantera de Tanlahua San Antonio de Pichincha ................................................ 13

Ilustración 6. Agregado grueso de San Antonio de Pichincha ................................................. 13

Ilustración 7. Agregado fino de San Antonio de Pichincha ..................................................... 14

Ilustración 8. Clínker ............................................................................................................... 14

Ilustración 9. Cemento Holcim tipo GU .................................................................................. 17

Ilustración 10. Saco de 50Kg cemento Holcim tipo GU ......................................................... 17

Ilustración 11. Aditivos para el hormigón ............................................................................... 18

Ilustración 12. Cono de Abrams .............................................................................................. 20

Ilustración 13. Compactación en el cono de Abrams .............................................................. 21

Ilustración 14. Lectura del asentamiento ................................................................................. 21

Ilustración 15. Ensayo a compresión simple de probeta de hormigón de 10cm x 20cm ......... 25

Ilustración 16. Ensayo a tracción indirecta de probeta de hormigón de 15cm x 30cm ........... 25

Ilustración 17. Ensayo a flexion de probeta de hormigón de 15cm x 15cm x 50cm ............... 26

xx

Ilustración 18. Ensayo de adherencia de una probeta de hormigón de 15cm x 15cm x 15cm 28

Ilustración 19. Compresómetro ................................................................................................ 29

Ilustración 20. Ensayo de módulo de elasticidad de probeta de hormigón de 15cm x 30cm .. 29

Ilustración 21. Módulo secante, módulo tangente y módulo tangente inicial ......................... 30

Ilustración 22. Módulo secante ................................................................................................ 31

Ilustración 23. Probetas localizadas dentro de la cámara de curado ....................................... 33

Ilustración 24. Probetas sumergidas en agua (Curado del hormigón) ..................................... 34

Ilustración 25. Fibras metálicas con gancho, ondulada y retorcida ......................................... 36

Ilustración 26. Fibras naturales en el hormigón ...................................................................... 36

Ilustración 27. Fibras sintéticas................................................................................................ 37

Ilustración 28. Fibras de vidrio ................................................................................................ 38

Ilustración 29. Fibras recicladas PET ...................................................................................... 39

Ilustración 30. Graduación A del agregado ............................................................................. 41

Ilustración 31. Ensayo de abrasión .......................................................................................... 41

Ilustración 32. Escala de Tonalidades para el análisis de colorimetría .................................... 43

Ilustración 33. Ensayo de colorimetría del agregado fino ....................................................... 44

Ilustración 34. Muestra seca del agregado fino y agregado grueso ......................................... 45

Ilustración 35. Densidad aparente suelta ................................................................................. 49

Ilustración 36. Densidad aparente compactada ........................................................................ 49

Ilustración 37. Densidad óptima .............................................................................................. 52

xxi

Ilustración 38. Determinación de la masa de la mezcla (Ensayo densidad óptmia) ................ 52

Ilustración 39. Tamizado de la muestra de agregado grueso ................................................... 59

Ilustración 40, Agregado retenido en el tamiz ......................................................................... 60

Ilustración 41. Ensayo de peso específico para el agregado fino ............................................ 74

Ilustración 42. Ensayo de peso específico para el agregado grueso ........................................ 74

Ilustración 43. Agregado grueso en estado SSS ...................................................................... 75

Ilustración 44. Elementos utilizados en el ensayo de densidad del cemento ........................... 78

Ilustración 45. Ensayo de densidad del cemento Holcim ........................................................ 78

Ilustración 46. Partes de los envases reciclados PET de 1.35 litros y 3 litros ......................... 80

Ilustración 47. Empresa PLASTRECYCLING ....................................................................... 81

Ilustración 48. Envases reciclados PET de 1.35 litros y 3 litros .............................................. 81

Ilustración 49. Corte de envases .............................................................................................. 82

Ilustración 50. Envases cortados .............................................................................................. 82

Ilustración 51. Artefacto cortador de envases PET .................................................................. 83

Ilustración 52. Corte en la parte inferior del cuerpo de los envases ........................................ 84

Ilustración 53. Parte inicial de la tira PET ............................................................................... 84

Ilustración 54. Obtención de tiras PET .................................................................................... 85

Ilustración 55. Tiras PET ......................................................................................................... 85

Ilustración 56. Incorporación de la tira PET y el alambre en el Portabrocas .......................... 86

Ilustración 57. Enroscado de la tira PET ................................................................................. 87

xxii

Ilustración 58. Expansión de la tira helicoidal PET ................................................................. 87

Ilustración 59. Corte de la tira helicoidal PET ......................................................................... 88

Ilustración 60. Gasolina para el ensayo de peso específico de las fibras recicladas PET ........ 88

Ilustración 61. Determinación de la masa de las fibras recicladas PET .................................. 89

Ilustración 62. Probetas a ensayar (Compresión simple) ...................................................... 133

Ilustración 63. Compresión simple ........................................................................................ 133

Ilustración 64. Probetas a ensayar (Módulo de elasticidad) ................................................. 150

Ilustración 65. Módulo de elasticidad .................................................................................... 150

Ilustración 66. Probetas a ensayar (Tracción indirecta) ........................................................ 176

Ilustración 67. Tracción indirecta .......................................................................................... 176

Ilustración 68. Probeta a ensayar (Flexión) .......................................................................... 182

Ilustración 69. Flexión ........................................................................................................... 182

Ilustración 70. Probeta a ensayar (Adherencia) .................................................................... 188

Ilustración 71. Adherencia ..................................................................................................... 188

xxiii

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1. Diagrama de densidad óptima (Ensayo No. 1) ....................................................... 54



Gráfico 4. Curva granulométrica del agregado fino (Ensayo No. 1) ....................................... 62



Gráfico 7. Curva granulométrica del agregado grueso (Ensayo No. 1) ................................... 68



Gráfico 10. Resistencia a la compresión simple de las mezclas de hormigón ....................... 149

Gráfico 11. Módulo de elasticidad de la probeta CME-SF-28-01 (Mezcla 1 sin fibra) ........ 152



Gráfico 14. Módulo de elasticidad de la probeta CME-0.37%-28-01 (Mezcla 2 con 0.37% de

fibra) ....................................................................................................................................... 158


fibra) ....................................................................................................................................... 160


fibra) ....................................................................................................................................... 162

xxiv


fibra) ....................................................................................................................................... 164


fibra) ....................................................................................................................................... 166

Gráfico 19. Módulo de elasticidad de la probeta CME-0.74%-28-03 (Mezcla 3 con 0.74%de

fibra) ....................................................................................................................................... 168


fibra) ....................................................................................................................................... 170

Gráfico 21. Módulo de elasticidad dela probeta CME-1.11%-28-02 (Mezcla 4 con 1.11% de

fibra) ....................................................................................................................................... 172


fibra) ....................................................................................................................................... 174

Gráfico 23. Módulos de elasticidad de las mezclas de hormigón .......................................... 175

Gráfico 24. Resistencia a la tracción indirecta de las mezclas de hormigón ........................ 181

Gráfico 25. Resistencia a la flexión de las mezclas de hormigón .......................................... 187

Gráfico 26. Resistencia a la adherencia de las mezclas de hormigón ................................... 193

xxv

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1. Elaboración de probetas cilíndricas ........................................................................ 206

Anexo 2. Probetas a ensayar .................................................................................................. 206

Anexo 3. Desencofrado de probeta rectangular ..................................................................... 207

Anexo 4. Curado de probetas ................................................................................................. 207

Anexo 5. Obtención de las dimensiones de la probeta cilíndrica .......................................... 208

Anexo 6. Probeta cilíndrica de hormigón sin fibra ensayada a tracción indirecta ................. 208

Anexo 7. Probeta cilíndrica de hormigón con 0.37% de fibra PET ensayada a tracción indirecta

................................................................................................................................................ 209

Anexo 8. Tamizado del agregado grueso ............................................................................... 209

Anexo 9. Tamizado del agregado fino ................................................................................... 210

Anexo 10. Probeta cúbica de hormigón sin fibra ensayada a adherencia .............................. 210

xxvi

TÍTULO: Análisis de las propiedades físico–mecánicas de un hormigón elaborado con

fibras recicladas de envases PET utilizando agregados de la cantera de San Antonio y

cemento Holcim tipo GU

AUTOR: Mestanza Guamancuri José Luis

TUTOR: Ing. Moya Heredia Juan Carlos MSc.

RESUMEN

La presente investigación tiene el propósito de proporcionar información técnica sobre la

aplicación de fibras obtenidas de envases reciclados PET en el hormigón, se analizarán las

propiedades físicas y mecánicas de muestras de hormigón en estado fresco y endurecido en

dos diferentes tipos de combinaciones: hormigón simple y hormigón con fibras recicladas

PET recicladas, en diferentes porcentajes (0 %, 0.37 %, 0.74 % y 1.11 %) en función del

volumen. De cada combinación se analizará en estado fresco las propiedades físicas:

consistencia, homogeneidad, trabajabilidad y en estado endurecido las propiedades a ser

analizadas serán: compresión simple, tracción indirecta, flexión, módulo de elasticidad y

adherencia con esto se determinará el comportamiento de cada tipo de fibra ante las cargas de

servicio.

PALABRAS CLAVE: HORMIGÓN CON FIBRAS RECICLADAS PET / ELABORACIÓN

DE MEZCLAS DE HORMIGÓN / COMPRESIÓN SIMPLE / TRACCIÓN INDIRECTA /

MODULO DE ELASTICIDAD / ADHERENCIA.

xxvii

TITLE: Analysis of the physical-mechanic properties of a concrete made with recycled

fibers of PET packaging, using aggregates of the San Antonio quarry and Holcim cement

type GU

AUTHOR: Mestanza Guamancuri José Luis

TUTOR: Ing. Moya Heredia Juan Carlos MSc.

ABSTRACT

The present research has as its goal to provide technical information about the application of

fibers obtained from PET recycled containers on concrete, it will be analyzed the physical and

mechanic properties of the concrete samples in fresh hardened state in two different types of

combinations: simple concrete and concrete with PET recycled fibers, in different percentages

(0 %, 0.37 %, 0.74 % y 1.11 %) according to the volume. Of each combination, the physical

properties in fresh state will be analyzed: consistence, the physical properties, homogeneity,

workability and in hard condition the properties to be analyzed will be: simple compression,

indirect traction, flexion, module of elasticity and adherence, this will determined the behavior

of each type of fiber under the service loads.

KEY WORDS: CONCRETE WITH PET RECYCLED FIBER / MANUFACTURE OF

CONCRETE MIXTURES / SIMPLE COMPRESSION / INDIRECT TRACTION / MODULE

OF ELASTICITY / ADHERENCE.

1

CAPÍTULO I

1. EL PROBLEMA

1.1. TEMA

Análisis de las propiedades Físico–Mecánicas de un hormigón elaborado con fibras recicladas

de envases PET utilizando agregados de la cantera de San Antonio y cemento Holcim tipo GU.

1.2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El desarrollo económico y la evolución de los países está ligado con la industria de la

construcción. La capacidad de construir representa tanto realizar lo nuevo, como reutilizar el

potencial de lo ya construido. El desarrollo de la construcción ha estado siempre asociado a la

disponibilidad de los materiales y de las técnicas que han determinado sus características,

puede analizarse su evolución considerando sólo cómo y con qué se han construido los

edificios.

El hormigón fue utilizado desde los inicios de la civilización (Zabaleta, 1988, pág. 7), siendo

una gran alternativa para la construcción ya que puede adaptar cualquier forma en estado fresco

y por su gran resistencia a la compresión en estado endurecido, sin embargo, este material tiene

una desventaja debido a la baja resistencia a la tracción que este presenta (Curbelo, 2015, pág.

18), es por eso que se busca la forma de contrarrestar esta desventaja, es necesario compensar

los esfuerzos destructores colocando piezas de un material que sea resistente a la tracción. Este

es el caso del acero debido a que es un material resistente a la flexión debido a su alta ductilidad.

(Romea, 2014, pág. 7). Al unirse en forma conjunta está en condiciones de resistir a los distintos

esfuerzos que se presentan en las estructuras.

2

La inclusión de fibras en el hormigón pretende mejorar las propiedades del mismo. Los

hormigones reforzados con fibras son aquellos que, para mejorar alguna propiedad, incluyen

en su composición fibras cortas, discretas y distribuidas aleatoriamente en la masa. Las fibras

pueden ser de acero, poliméricas, de vidrio, entre otros.

En épocas pasadas se vendían refrescos en envases de cristal sin embargo la evolución de la

industria consiguió incorporar en el mercado envases de plástico PET (Tereftalato de

Polietileno). Cada vez estos envases PET están presente en la vida cotidiana del consumidor

La botella o cualquier plástico tarda en descomponerse una media de 450 años. Las botellas de

plástico quedan enterradas y al no ser alcanzados por la luz solar, el proceso de descomposición

es más largo. Una botella de plástico enterrada puede durar miles de años sin degradarse

(Curiosoando, 2017), desprendiendo sustancias y elementos tóxicos que terminan en el suelo,

entrando en el ciclo vital de los organismos que habitan en él. De la necesidad de buscar una

alternativa a los millones de envases de plástico que se usan y se desechan cada día para el

consumo de agua, surgen ideas como la de botella de agua biodegradable y comestible (Ooho),

que es una pequeña membrana transparente llena de agua, es una gran gota de agua comestible

y biodegradable1, la cual se considera una gran alternativa para minimizar la industria de

envases PET en el mundo.

La capital del Ecuador (Quito) obtiene a diario un promedio de 1 750 toneladas de basura. de

estas el 10% corresponde a envases plástico PET, es decir 175 toneladas diarias de plástico, de

los cuales solo la tercera parte son reciclados2, por empresas como SERVIPLAST y

ENKADOR S.A.

En Quito, los residuos que no han pasado por un proceso de reciclaje, son transportados primero

a dos zonas de transferencia: Zámbiza y la estación sur. En estos lugares se acopian los

residuos, los compactan y luego los llevan hasta el punto de disposición final: el relleno

sanitario de El Inga, donde se acumulan montañas enterradas de plástico, papeles, chatarra,

comida, entre otros desechos, para siempre. (Sorgato, 2016).

1 Eco Inventos. (2017). Ooho. Botella de agua biodegradable y comestible. Obtenido de: http://ecoinventos.com/ooho/

2 Ecuador Inmediato. (2017). Hoy Quito recicla el 10% de los residuos. Obtenido de:

http://www.ecuadorinmediato.com/index.php?module=Noticias&func=news_user_view&id=197135

http://des.nh.gov/organization/divisions/water/wmb/coastal/trash/documents/marine_debris.pdf

http://des.nh.gov/organization/divisions/water/wmb/coastal/trash/documents/marine_debris.pdf

3

Tomando en cuenta que el plástico es un material muy resistente de degradarse en el ambiente,

se busca aprovechar al máximo dicho material reutilizando estos envases y transformándolos

en fibras mediante un artefacto prototipo, al reutilizar este material se desea reducir el impacto

que este genera al ambiente y aplicarlo como un material alternativo en el ámbito de la

construcción.

La obtención de las fibras PET, busca recuperar del material de desecho la nueva materia prima.

Se trata de un innovador sistema de fabricación de las fibras prototipo que se emplearan en este

estudio, debido a que en nuestro país no existe un amplio desarrollo de este material en la

construcción.

La escasa experiencia previa que existe en nuestro país, sobre el tema del PET como material

de construcción, obliga a citar investigaciones internacionales que aplicaron material PET en

el hormigón (Alesmar, Rendón & Korody, 2008).

Con lo expuesto anteriormente se desea realizar un análisis comparativo de las propiedades

Físico–Mecánicas de un hormigón elaborado con fibras recicladas de envases PET (Tereftalato

de Polietileno) utilizando agregados procedentes de la cantera de San Antonio y cemento

Holcim tipo GU, con la finalidad de cuantificar la calidad del hormigón caracterizando

materiales de nuestra localidad, al comprobar los resultados obtenidos por el trabajo

experimental, Diseños de Mezcla de Tereftalato de Polietileno (PET) – Cemento de la

Universidad Central de Venezuela.

Ante la problemática expuesta nuestro estudio se enfoca en responder a las siguientes

preguntas:

¿Cómo afecta el uso de las fibras del PET en las propiedades físico-mecánicas del hormigón?

¿Cómo se obtendrán las fibras?

¿De qué manera se debe dosificar las fibras en el hormigón?

¿Cuáles serían las consecuencias de este estudio y sus posibles aplicaciones?

4

1.3. JUSTIFICACIÓN

El análisis teórico y la experimentación directa en el diseño de un hormigón elaborado con

fibras recicladas de envases PET (Tereftalato de Polietileno) utilizando agregados procedentes

de la cantera de San Antonio y cemento Holcim tipo GU, tiene como propósito la reutilización

de un material de desecho creando otro proceso para lograr una disposición adecuada de los

plásticos producidos a nivel mundial, ya que es un material que existe en gran cantidad en todo

el planeta y no posee un destino final adecuado y suficiente.

Para la incorporación del plástico PET en el hormigón, se realizarán fibras obtenidas, mediante

una máquina prototipo. Las botellas que se requiere para esta investigación deben encontrarse

en buen estado y libres de impurezas.

Al caracterizar los materiales empleados en nuestra localidad (agregados procedentes de la

cantera de San Antonio y cemento Holcim tipo GU), se comprobará los resultados obtenidos

por la investigación de la Universidad Central de Venezuela (Diseños de Mezcla de Tereftalato

de Polietileno (PET) – Cemento), con la finalidad de cuantificar la calidad del hormigón

elaborado con materiales obtenidos en nuestro entorno, contribuyendo con información valiosa

a diseñadores, constructores que se interesen por desarrollar esta técnica o también a otros

autores que tendrán una sustentación teórica y práctica sobre la reutilización de botellas PET

en la construcción para futuras investigaciones, y para determinar la viabilidad del mismo en

nuestro medio, minimizando la huella ambiental generada por los desperdicios.

Se desea mejorar las propiedades físicas y mecánicas del hormigón en estado fresco y en estado

endurecido, mediante la incorporación de las fibras PET, para ser empleados en obra,

generando beneficios económicos al emplear materiales que prácticamente son excluidos por

la industria.

5

1.4. OBJETIVOS

1.4.1. OBJETIVO GENERAL

Analizar propiedades Físico–Mecánicas de un hormigón elaborado con fibras recicladas de

envases PET (Tereftalato de Polietileno) utilizando agregados procedentes de la cantera de San

Antonio y cemento Holcim tipo GU

1.4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Obtener las fibras a partir de los envases PET reciclados en los sitios de acopio.

• Dosificar hormigón para dos diferentes tipos de muestras: hormigón sin fibras y

hormigón con fibras PET de envases reciclados.

• Determinar las propiedades físicas y mecánicas del hormigón en estado fresco y

endurecido para los dos diferentes tipos de muestras.

• Comparar los resultados obtenidos con fibras PET de envases reciclados y materiales

procedentes de nuestra localidad con los resultados obtenidos por la investigación de la

Universidad Central de Venezuela (Diseños de Mezcla de Tereftalato de Polietileno

(PET) – Cemento)

• Realizar el análisis de costo/beneficio de las muestras.

1.5. IDEAS A DEFENDER

• Las propiedades Físico–Mecánicas de un hormigón elaborado con fibras recicladas de

envases PET (Tereftalato de Polietileno) utilizando agregados procedentes de la cantera

de San Antonio y cemento Holcim tipo GU podrían ser mejores que las propiedades del

hormigón elaborado en la investigación de la Universidad Central de Venezuela.

• Tendremos bajos costos en la elaboración del hormigón utilizando las fibras PET.

6

CAPÍTULO II

2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

2.1. TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET)

El PET, es un poliéster fácilmente moldeable, que se ablanda por la acción del calor y se

endurece al enfriarse. Motivo por el cual este material se puede acondicionar a cualquier forma

y boceto. Para la obtención de la resina de Tereftalato de Polietileno siendo este un derivado

del petróleo, es necesario reaccionar por polimerización el ácido tereftálico y el etilenglicol

(Chiluiza & Tacle, 2013, pág. 7).

Este elemento muy ligero y de tonalidad transparente, fue revelado por primera vez en 1941

por los científicos británicos Whinfield y Dickson (Mariano, 2011), convirtiéndose en un

producto de gran demanda por la industria. En la actualidad se lo utiliza en la fabricación de

envases para bebidas como refresco o aguas minerales.

2.1.1. ENVASES PET

Para la elaboración de los envases PET se parte por la preparación de la preforma, siendo la

preforma el molde inicial del envase, el diseño de esta se asemeja a un tubo de ensayo

(BMIMACHINES, 2015)

Ilustración 1. Preforma

Fuente: (BMIMACHIES, 2015)

7

Según (QuimiNet.com, 2011) versa que:

La preforma se forja para que el envase obtenga la forma requerida según su función, por medio

de diversas técnicas como son:

Modelo por inyección-soplado

Consiste en calentar la preforma y se introduce en un molde que tenga la figura deseada,

posteriormente se inyecta aire, expandiendo el material y se obtiene la forma requerida, por

último, se realiza su extracción.

Modelo por extrusión-soplado

El modelo por extrusión soplado se basa en que la preforma consiste de una manga tubular,

conformada por extrusión a la cual se la llama párison, esta se cierra por la parte de debajo de

forma impenetrable gracias al pinzamiento que ejercen las partes del molde al cerrase, luego

se sopla, se deja enfriar y se retira la pieza.

2.1.2. IMPACTO AMBIENTAL DE ENVASES PET

Como consecuencia de la gran demanda en la industria de bebidas para consumo humano en

la actualidad, tenemos el impacto que se genera al ambiente, por medio de los envases de estas

bebidas. El principal conflicto ambiental del PET es su disposición, al convertirse en residuo,

hallándose en las superficies de ríos y océanos, generando basura en bosques y provocando

taponamientos de alcantarillas que posteriormente producirán inundaciones de las calles3.

Este problema no conlleva únicamente al excesivo tiempo que se requiere para descomponer

estos envases, sino también a su proceso de fabricación. La desmedida emisión de gases efecto

invernadero, provocado por la extracción de petróleo, que se requiere para transformar este

material, generan gases tóxicos que se manifiestan en la atmósfera4.

3 El Reciclaje de Botellas de Plástico. (s.f.). ¿Cómo afectan las botellas PET en el medio ambiente mexicano? Obtenido de:

https://sites.google.com/site/laformautildeusarlasbotellas/conocer/-la-repercusion-de-las-botellas-pet-en-el-medio-ambiente-

mexicano

4 Ladyverd. (2016). El verdadero precio de las botellas de plástico. Obtenido de: http://www.ladyverd.com/el-verdadero-

precio-de-las-botellas-de-plastico/

8

2.1.3. RECICLAJE DE ENVASES PET

Los envases de Tereftalato de Polietileno al convertirse en residuos sólidos y al no tener una

correcta disposición final, llegan a ser perjudiciales para el ambiente, siendo el reciclaje una

salida para la reutilización del material, en la elaboración de nuevos envases para bebidas. Para

la reutilización del material reciclado, en nuevos envases es necesario un requerimiento mínimo

con respecto a su calidad, ya que este material debe ser mejorado antes de emplearse en la

elaboración de los nuevos envases5.

Debido a las exposiciones térmicas, provocadas durante la vida útil de los envases de PET,

ocasionan la disminución de la viscosidad intrínseca, y a la vez siendo afectada la resina PET,

que disminuya la resistencia a la presión del nuevo envase.

Al contar con distintos materiales de plástico, se procuró identificarlos con números que

representan el tipo de plástico y con flechas de anillo señalando que son aptos para el reciclaje.

El Tereftalato de Polietileno se lo simboliza con el número uno6.

Ilustración 2. Simbología PET

Fuente: (Xochipilli , 2010)

5 Plástico. (2004). Reciclaje de PET para fabricación de botellas. Obtenido de: http://www.plastico.com/temas/Reciclaje-de-

PET-para-fabricacion-de-botellas+3034432

6 Xochipilli. (2010). Anti-Globalización, Babilonia Descubierta. Obtenido de:

https://xochipilli.wordpress.com/2010/04/20/los-siete-simbolos-del-plastico-y-el-proceso-de-reciclado/

9

2.1.4. TIPOS DE RECICLADO

En los últimos años es evidente la evolución del plástico, que se utiliza en la mayoría de

industrias, agricultura, construcción, entre otros, pero al mismo tiempo, esta evolución ha

provocado, un incrementado de los residuos plásticos. Razón por la cual el reciclaje es la

principal alternativa, para disminuir el impacto que los residuos generan al ambiente.

Respecto al proceso de reciclaje de los envases PET, existen algunos tipos:

2.1.4.1. Reciclado mecánico

Este reciclado se denomina mecánico, porque durante su procedimiento, no sufre

transformaciones químicas significativas. El proceso consiste en triturar, lavar y realizar cortes

pequeños homogéneos del material PET. Posteriormente se derrite y se da una nueva forma

endurecida al plástico, según a la necesidad que se requiera7.

2.1.4.2. Reciclado químico

El reciclado químico es el procedimiento contrario a la adquisición del Tereftalato de

Polietileno, fragmentando en minúsculos componentes llamados monómeros, que luego se

transforman por reacción química según la técnica utilizada (Celi, 2013, pág. 16).

2.1.4.3. Reciclado energético

Reciclado energético se realiza mediante la combustión de los envases PET, se produce energía

debido a su gran poder calórico. Dicho proceso genera emisiones no tóxicas, fuera del vapor

de agua y dióxido de carbono (Celi, 2013, pág. 16).

7 Twenergy. (2012). Reciclado de Plástico. Obtenido de: https://twenergy.com/a/reciclado-de-plasticos-542

10

2.1.5. EL PET EN LA CONSTRUCCIÓN

Los envases PET al no tener una correcta disposición final, provocan gran impacto al ambiente,

se han desarrollado técnicas para reutilizar este material en el ámbito de la construcción,

aprovechando un material de desperdicio, como material alternativo en la obra. Varias

investigaciones citan la utilidad del PET en la construcción, entre las más destacadas se tienen

las siguientes:

Según (Gamboa & Recalde, 2015) versan que:

La mampostería con ladrillo PET, resulta una opción económica y de mayor resistencia que el

ladrillo tradicional, siendo un material apropiado para la construcción sostenible.

También en el diseño de mezclas de hormigón, el PET pude ser incorporado como agregado,

interviniendo de forma indirecta en la disminución del impacto ocasionado por estos envases

(Alesmar, Rendón & Korody, 2008).

Donald Thomson encontró la utilidad de los envases PET, convirtiéndolos en tejas plásticas de

bajo costo. Esta idea sostenible se la realizó con la finalidad, de aprovechar las propiedades

resistentes y la estabilidad a la intemperie que conserva dichos envases8.

d

Ilustración 3. Tejas plásticas low cost

Fuente: (Blogthinkbing.com, 2014)

8 Blogthinkbing.com. (2014). Botella de agua reciclable para servir tras su uso como elemento de construcción. Obtenido

de: http://blogthinkbig.com/botella-agua-reciclable-servir-tras-uso-elemento-construccion/

11

2.2. EL HORMIGÓN

2.2.1. HISTORIA DEL HORMIGÓN

En la época del Paleolítico y del Neolítico la pericia de la edificación mejoró y el hombre inició

uniendo piedras en hileras horizontales lo más semejante posible, creando muros sin el uso de

conglomerante, incitando tensiones en las uniones entre piedras ocasionando la rotura de las

mismas. Para repartir las cargas ecuánimemente se rellenó las capas entre piedras con un

mortero. El conglomerante más utilizado en esa época, estaba compuesto de arcilla apisonada

con canto rodado. (Nistal, Retana, & Ruiz, 2012, pág. 4).

El hormigón en el periodo del Imperio Romano, se desarrolló de manera favorable, gracias a

la gran habilidad constructiva de los romanos y a la facilidad para conseguir arenas volcánicas

con propiedades cementicias, con las que elaboraban un mortero mezclando dichas arenas con

piedras naturales (habitualmente cal y guijarros). Este mortero tenía propiedades físicas y

mecánicas similares a las que posee el hormigón utilizado en la actualidad, y se lo utilizaba en

grandes estructuras perennes con el paso de los siglos. (Nistal, Retana, & Ruiz, 2012, pág. 5).

En 1824 el albañil inglés Joseph Aspdin (1778-1855), descubrió un cemento que era tan duro

como la piedra de Portland. Una mezcla de clinker molido obtenido por calcinación entre 1350

◦C y 1450 ◦C con la incorporación de yeso, da como resultado el conocido cemento portland.

El clinker se consigue de la composición de 80% de material calcáreo y un 20 % de material

arcilloso, y su proceso como clinkerización, es la cristalización del cemento. (Romea, 2014,

p.7).

2.2.2. DEFINICIÓN

El hormigón o también conocido como concreto, está compuesto por agua, cemento, áridos y

en algunos casos aditivos que modifican ciertas propiedades del mismo. El aire en mínimas

proporciones también está presente en el hormigón. La combinación en cantidades

convenientes de estos materiales, otorgan una mezcla homogénea, plástica y trabajable las

cuales pueden ser fundidas a cualquier forma. (Zabaleta, 1988, pág. 10).

12

Al reaccionar el agua con el cemento ocurre un proceso físico-químico, donde resulta su

fraguado y eventualmente su progresivo endurecimiento. Si al hormigón se le otorga las

apropiadas condiciones de humedad y temperatura, existirá un incremento en la capacidad

resistente del concreto (Zabaleta, 1988, pág. 10).

2.2.3. COMPONENTES DEL HORMIGÓN

2.2.3.1. Agua

Para la preparación del hormigón es esencial que el agua disponible se encuentre limpia, sin

sabor, libre de impurezas u olores característicos. Debe ser potable, es decir apta para el

consumo humano, descartando afectaciones en el tiempo de fraguado, variaciones

dimensionales y a la resistencia del hormigón (ACI 318S-08, 2008, pág. 46)

Ilustración 4. Agua potable

Fuente: (MESTANZA José, 2017)

El agua tiene como función hidratar el conglomerante hidráulico y generar la trabajabilidad

que la mezcla requiere. La resistencia del hormigón disminuye si se utiliza exceso de agua, ya

que provoca huecos o vacíos a evaporarse (Varona, López, & Bañón, 2012, pág. 19)

2.2.3.2. Agregados

Los agregados o áridos, son materiales inertes de forma granular, que provienen de fragmentos

de rocas de la corteza terrestre o de la trituración de los mismos. Conforman del 60% al 75%

del volumen del hormigón (Zabaleta, 1988, pág. 13). La rigidez durabilidad y resistencia del

13

hormigón depende en gran parte de las propiedades de los agregados. Para esta investigación

se utilizó agregados de San Antonio de Pichincha, de la cantera de Tanlahua.

Ilustración 5. Cantera de Tanlahua San Antonio de Pichincha


• Agregado grueso: La grava o roca triturada es el principal componente del hormigón.

No debe poseer más de un 5 % de arcillas y limos ni más de 1.5% de material orgánico

(Harmsen, 2002, pág. 13). Debe estar limpio, libre de impurezas, y de gran calidad,

para que el concreto alcance buenos resultados, ya que está ligado con la dureza.

Ilustración 6. Agregado grueso de San Antonio de Pichincha


Es el árido en que mayor parte de sus partículas quedan retenidas en el tamiz No. 4 de

4.75mm. (NTE INEN 1762, 2014, pág. 2).

• Agregado fino: Es arena natural derivada de canteras o arena artificial procedente de

trituración de rocas. El agregado fino es un elemento inerte en el hormigón a que no

influye en la reacción química entre el agua y el cemento. El agregado fino debe ser

fuerte, durable, libre de impurezas y no debe contener arcillas ni limos. (Harmsen,

2002, pág. 12).

14

Ilustración 7. Agregado fino de San Antonio de Pichincha


Árido que pasa por el tamiz 3/8” de 9.5mm y que la mayor parte de sus partículas pasan

por el tamiz No. 4 de 4.75mm y son retenidas en su mayoría en el tamiz No. 200 de

75µm (NTE INEN 1762, 2014, pág. 1).

2.2.3.3. Cemento

El cemento posee características de cohesión requeridas para acoplar agregados inertes

transformándose en una masa consolidada. El cemento hidráulico más usado para la

elaboración del hormigón estructural, es el cemento Portland, siendo un material triturado que

se elabora con calizas que proveen CaO arcillas y esquisto que proporcionan SiO2 y Al2O3.

Al fundir estos materiales en hornos obtenemos el clínker, posteriormente se enfrían y se

muelen hasta obtener la finura deseada (Nistal, 2001, pág. 28). En el Ecuador la NTE INEN

152:2012, decreta las exigencias químicas y físicas que debe cumplir el cemento portland.

Ilustración 8. Clínker

Fuente: (Historia y Biografías, 2014)

15

Según (Montoya, Meseguer, & Moran, 2000, pág. 27) versa que:

• Cemento Portland (Tipo I): Es cemento común para uso general, se lo utiliza cuando

no se solicita las propiedades detalladas para cualquier otro tipo de cemento. Se lo

consigue al triturar simultáneamente el clínker con regulador de fraguado y con cinco

por ciento de adiciones. Las adiciones pueden agregarse una o varias, entre puzolana

natural, fíler calizo, escoria siderúrgica, humo de sílice y cenizas volantes.

Las propiedades y las particularidades del cemento dependen de su composición

química y de su composición potencial. La composición química se determina por

análisis y esta expresada en forma de óxidos.

Tabla 1. Composición química tipica del Clínker de cemento Portland

Fuente: (Montoya, Meseguer, & Moran, 2000, pág. 14)

La cal, sílice, alúmina y hierro son los primordiales componentes del cemento,

mientras los otros componentes citados anteriormente son secundarios.

La composición potencial del cemento es la combinación de los principales

componentes del cemento, formando aluminatos, ferritos de calcio y silicatos, más la

adición de los componentes secundarios que son los álcalis, la cal libre, la magnesia

libre y el yeso.

Cal combinada CaO 62.5 por 100

Sílice SiO2 21.0 por 100

Alúmina Al2O3 6.5 por 100

Hierro FE2O3 2.5 por 100

Azufre SO3 2.0 por 100

Cal libre CaO 0.0 por 100

Magnesia MgO 2.0 por 100

Pérdida al fuego P.F. 2.0 por 100

Residuo insoluble R.I. 1.0 por 100

Álcalis Na2O + K2O 0.5 por 100

16

Silicato tricálcico SC3 40 a 50 por 100

Silicato bicálcico SC2 20 a 30 por 100

Aluminato tricálcico AC3 10 a 15 por 100

Aluminato tetracálcico AFC4 5 a 10 por 100

Tabla 2. Composición potencial del Clínker de cemento Portland


• Cemento Portland (Tipo II): Este tipo de cemento modificado para usos generales,

se usa cuando el hormigón va estar expuesto al moderado ataque de sulfatos o cuando

se necesita un moderado calor de hidratación.

• Cemento Portland (Tipo III): Cemento de alta resistencia inicial, se emplea cuando

en una construcción específica se requiere una resistencia temprana. No se debe aplicar

para la fabricación de hormigones masivos.

• Cemento Portland (Tipo IV): Es un cemento de bajo calor de hidratación, esto se

consigue limitando los compuestos que más intervienen en la formación de calor por

hidratación. Al limitar estos compuestos el hormigón va adquiriendo su resistencia con

lentitud. Se aplica para estructuras de hormigón masivo y necesito más tiempo de

curado que los otros tipos de hormigones.

• Cemento Portland (Tipo V): Cemento resistente a los sulfatos, que se aplican para

estructuras sometidas a los sulfatos alcalinos del suelo o del agua y estructuras

expuestas al agua del mar9.

Se utilizó Cemento Holcim tipo GU para la investigación, cemento aplicable para

construcción en general, de color gris y disponible en sacos de 50 kg, esta normalizado por la

NTE INEN 2380:2011.

9 Apuntes Ingeniería Civil. (2010). Tipos de cemento Portland. Obtenidos de:

http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/10/tipos-de-cemento-portland.html

17

Ilustración 9. Cemento Holcim tipo GU


Ilustración 10. Saco de 50Kg cemento Holcim tipo GU


2.2.3.4. Aditivos

El hormigón es el principal material para la construcción, con el cual se obtiene diversas

edificaciones con características peculiares según su necesidad. Los aditivos se emplean en el

hormigón para cambiar las propiedades según las características requeridas en la construcción.

18

Ilustración 11. Aditivos para el hormigón

Fuente: (TECNOCONST, s.f.)

Según (Canal Construcción, s.f.) versa que

Se encuentran en forma de líquido o polvo, su dosificación es menor del 5% del total de la

masa de cemento y se lo añade al hormigón al momento del mezclado. Entre los aditivos más

utilizados para una construcción están:

• Aditivos acelerantes: Estos aditivos permiten en un mínimo tiempo, el fraguado del

hormigón y aumenta la resistencia del mismo, son de gran utilidad ya que apresuran el

proceso constructivo en una obra.

• Aditivos retardantes de fraguado: Los aditivos retardantes actúan en forma inversa a

los aditivos anteriormente mencionados, manteniendo la hidratación del hormigón,

aplazando el fraguado y permitiendo un mayor lapso del vertido del mismo. Se aplica

en casos donde el hormigón premezclado debe trasladarse de un lugar a otro con

grandes distancias.

• Aditivos plastificantes: Al usar estos aditivos se disminuye el agua que se usaría en

condiciones normales en el hormigón, esto mejora la resistencia del hormigón al reducir

la relación agua/cemento. Aumentan la trabajabilidad del hormigón fresco y la facilidad

que se requiriere para mezclar el cemento, áridos y agua.

19

• Aditivos aireantes: Son incorporadores de aire en el hormigón, para mejorar el

comportamiento del hormigón ante efectos del congelamiento y el deshielo,

absorbiendo la expansión del hielo evitando fisuras o rotura de hormigón.

• Aditivos inhibidores de corrosión: Son aditivos utilizados para disminuir la corrosión

del acero de refuerzo en el hormigón.

• Aditivos impermeabilizantes: Estos aditivos reducen la permeabilidad del hormigón

y de los morteros por capilaridad, mejoran las características del mismo en zonas

húmedas.

• Aditivos curadores: Los aditivos curadores se aplican para impedir la pronta

evaporación del agua de mezclado del hormigón durante el proceso de fraguado y

cuando comienza el endurecimiento.

2.3. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL HORMIGÓN

2.3.1. PROPIEDADES DEL HORMIGÓN FRESCO

El hormigón fresco ostenta una consistencia plástica, debido a la adición de agua a los

agregados y al cemento. Es preciso tener una adecuada docilidad para conseguir un correcto

mezclado, y no tener posteriores dificultades en la obra. Las particularidades que debe poseer

una mezcla de hormigón fresco, están ligadas con las condiciones de diseño requeridas. Entre

las características del hormigón en estado fresco se encuentran las siguientes:

2.3.1.1. Consistencia

Es la facilidad que tiene el hormigón en estado freso para conseguir una forma determinada

por efecto de su propio peso. La consistencia depende de: la cantidad de agua de la mezcla, la

granulometría, forma y tamaño de los áridos10.

10 Notas de Hormigón Armado. (2011). Consistencia del Hormigón Fresco. Obtenido de:

http://notasdehormigónarmado.blogspot.com/2011/04/consistencia-del-hormigón-fresco.html

20

A mayor deformación menor consistencia e inversamente, a menor deformación del hormigón

fresco mayor consistencia.

Para determinar la consistencia existen varios métodos, siendo el más utilizado el del cono de

Abrams. En la NTE INEN 1578:2010 describe las condiciones que este método debe cumplir,

para la determinación de la consistencia del hormigón.

El cono de Abrams tiene forma de tronco cilíndrico con una altura de 300 mm, este es ubicado

sobre una bandeja rígida11.

Ilustración 12. Cono de Abrams


Posteriormente se procede a colocar tres capas de hormigón fresco, compactadas con

veinticinco golpes distribuidos uniformemente por cada capa con una varilla metálica de punta

redondeada de 16 mm de diámetro.

11 CONSTRUMÁTICA. (s.f.). AP-019. Consistencia del Hormigón. Método del Cono de Abrams. Hormigón Fresco.

Obtenido de: http://www.construmatica.com/construpedia/AP-

_019._Consistencia_del_Hormig%C3%B3n._M%C3%A9todo_del_Cono_de_Abrams._Hormig%C3%B3n_Fresco

21

Ilustración 13. Compactación en el cono de Abrams


Se enraza la parte superior del cono con el exceso de la mezcla, con cuidado se levanta el cono

en dirección vertical y se procede a medir la diferencia entre la altura de la pieza y el punto

más alto del hormigón.

Ilustración 14. Lectura del asentamiento


22

Según la consistencia los hormigones se clasifican en:

Consistencia Asentamiento (cm)

Seca (S) 0 a 2

Plástica (P) 3 a 5

Blanda (B) 6 a 9

Fluida (F) 10 a 15

Liquida (L) > 16

Tabla 3. Consistencia de los hormigones


2.3.1.2. Docilidad

La docilidad o también conocida como trabajabilidad, es la capacidad con la que el hormigón

en estado plástico puede ser manipulado, trasladado, puesto y compactado en obra. La

docilidad varia por la estructura, forma de las partículas y las proporciones del agregado, la

presencia de aire incorporado, la cuantía de cemento, consistencia de la composición y los

aditivos12.

2.3.1.3. Homogeneidad

La homogeneidad es la condición donde los componentes del hormigón estén uniformemente

repartidos en toda la mezcla. Se consigue mediante un correcto amasado y un metódico

transportado y vertido.

12 Apuntes Ingeniería Civil. (2011). Trabajabilidad o Docilidad en el Hormigón. Obtenidos de:

http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2011/03/trabajabilidad-o-docilidad-en-el.html

23

2.3.1.4. Segregación

Es la separación de los elementos que conforman el hormigón fresco, una vez amasado.

Ocasionando una distribución de los materiales no uniforme. Esta se produce por los diversos

tamaños y densidades de los áridos y el exceso de agua que es incorporado a la mezcla.

2.3.1.5. Exudación

La exudación o sangrado es la disposición del agua a separarse de los otros elementos

conformados por el hormigón, subiendo a la superficie del hormigón recién depositado13.

2.3.2. PROPIEDADES DEL HORMIGÓN ENDURECIDO

Se conoce como hormigón endurecido a la paulatina transformación del hormigón en estado

plástico a estado sólido, gracias al proceso físico-químico que la mezcla sufre en un tiempo

determinado. El hormigón ostenta particularidades favorables en estado endurecido,

convirtiéndose en un material de gran uso en la construcción. Las propiedades del hormigón

en estado endurecido se dividen en física y mecánicas.

2.3.2.1. Densidad

Se define como el peso por unidad de volumen, esta depende de compactación, naturaleza y

granulometría de los agregados. La densidad del hormigón endurecido puede variar hasta en

un 7% de su densidad inicial, debido a la evaporación del agua de mezclado (Zabaleta, 1988,

pág. 29).

13 INGENIERÍA CIVIL. (2011). Exudación (Sangrado). Obtenido de: http://www.ingenierocivilinfo.com/2011/02/exudacion-

sangrado.html

24

Tabla 4. Densidad de hormigón endurecido

Fuente: (Zabaleta, 1988, pág. 29)

2.3.2.2. Resistencia

La resistencia es la más importante de las propiedades que presenta el hormigón en estado

sólido. Esto se debe a que las estructuras de hormigón, se encuentran sometidas a las tensiones

derivadas de las solicitaciones que actúan sobre este, al no tener un correcto dimensionamiento

de estos elementos estructurales, el hormigón sufrirá fisuras que lograrán afectar la seguridad

de la edificación (Zabaleta, 1988, pág. 30).

2.3.2.2.1. Resistencia a la compresión simple

Es la resistencia que tiene un espécimen de hormigón al ser sometida a una carga axial. La

resistencia a la compresión se considera la característica más importante del hormigón y se la

determina mediante ensayos de probetas cilíndricas de 15cm de diámetro por 30cm de alto o

probetas de 10cm de diámetro por 20cm de alto, como especifica la NTE INEN 1573:2010 la

cual describe el procedimiento para la obtención de esta probeta.

Hormigón Densidad

(Kg/dm3)

Liviano (Por medio de

incorporación de aire)

0.50 - 2.35

Convencional 2.35 – 2.55

Pesado (Por medio de uso de

áridos mineralizados)

2.55 - 5.00

25

Ilustración 15. Ensayo a compresión simple de probeta de hormigón de 10cm x 20cm


2.3.2.2.2. Resistencia a la tracción indirecta

La resistencia a la tracción indirecta es menor entre un 8% y 15% a la resistencia de compresión

simple del hormigón. Para la determinación de esta, se realiza el ensayo Brasileño o Split-Test

regido por la norma ASTM C-496M. Dicho ensayo consiste en carga lateralmente la probeta

cilíndrica, a lo largo de sus diámetro hasta que se rompa (Harmsen, 2002, pág. 24).

Ilustración 16. Ensayo a tracción indirecta de probeta de hormigón de 15cm x 30cm


26

𝐅𝐭𝐢 = 2 ∗ P

π ∗ H ∗ d

Ecuación 1. Esfuerzo a la tracción del hormigón

Donde: Fti = Esfuerzo a la tracción del hormigón

P = Carga de rotura

H = Longitud del cilindro

d = Diámetro del cilindro

2.3.2.2.3. Resistencia a la flexión

Es una medida de la resistencia a la falla por momento de una viga de hormigón simple, cuyas

dimensiones son de 15 cm x15 cm x50 cm. La resistencia a la flexión es expresada como

módulo de rotura (Kg/cm2) el cual es determinado mediante los métodos de ensayo ASTM C78

(carga en los puntos tercios) o ASTM C293 (carga en el punto medio). El módulo de rotura

está entre el 10% al 20% de la resistencia a compresión14.

Ilustración 17. Ensayo a flexion de probeta de hormigón de 15cm x 15cm x 50cm


14 El Concreto en la Práctica. (s.f.). CIP 16 – Resistencia a Flexión del Concreto. Obtenido de:

https://www.nrmca.org/aboutconcrete/cips/CIP16es.pdf

27

Si la fractura se muestra en el tercio medio del claro el módulo de rotura se calcula con la

ecuación:

𝐌. 𝐑. = P∗L

b∗H2

Ecuación 2. Módulo de rotura ensayo a flexión (Fractura en el tercio medio)

Donde: M.R. = Módulo de rotura

P = Carga de rotura

L = Distancia entre apoyos

H = Longitud de la viga

b = Base de la viga

Si la rotura se presenta fuera del tercio medio del claro, el módulo de rotura se calcula con la

ecuación:

𝐌. 𝐑. = 3 ∗ P ∗ a

B ∗ H2

Ecuación 3. Módulo de rotura ensayo a flexión (Fractura fuera del tercio medio)


P = Carga de rotura

a = Distancia promedio entre la línea de fractura y el apoyo más cercano

H = Longitud de la viga

B = Ancho de la viga

Si la fractura ocurre fuera del tercio medio del claro en más de 5% no son válidos los resultados

del ensayo.

28

2.3.2.2.4. Resistencia a la adherencia

La adherencia es el ensayo con el cual se determina el módulo de rotura o esfuerzo que se

realiza, al desprender una barra del hormigón endurecido.

Para este ensayo se elaboró una probeta cubica de hormigón con dimensiones de 15cm x 15cm

x15cm, a la cual se inserta una barra de acero de 1.6cm de diámetro.

𝐌. 𝐑. = P

ϕ ∗ π ∗ La.

Ecuación 4. Módulo de rotura ensayo de adherencia


P = Carga de rotura

ϕ = Diámetro de la barra de acero

La. = Longitud de anclaje de la barra de acero

Ilustración 18. Ensayo de adherencia de una probeta de hormigón de 15cm x 15cm x 15cm


29

2.3.2.3. Módulo de elasticidad

El módulo de elasticidad del hormigón (E), es una medida de la rigidez, es decir la resistencia

del hormigón a la deformación, interviene en el cálculo de flechas y deformaciones en vigas y

en estructuras hiperestáticas. El módulo de elasticidad se determina midiendo cilindros

estándar de 15cm de diámetro por 30 cm de altura hasta la falla y tomando las lecturas de las

deformaciones que produce la carga mediante un compresómetro, como lo determina la

normativa ASTM C469 - 49.

Ilustración 19. Compresómetro


Ilustración 20. Ensayo de módulo de elasticidad de probeta de hormigón de 15cm x 30cm


30

El valor para el módulo de elasticidad del concreto se define mediante el módulo tangente

inicial o a un punto explícito de la curva esfuerzo vs. deformación y el módulo secante entre

dos puntos de las misma.

• Módulo secante: Es la pendiente de la recta secante a la curva, que une el origen con

un punto determinado.

𝐄 = σ

ε

Ecuación 5. Módulo secante

• Módulo tangente: Es conocido como la pendiente de la recta tangente a la curva

esfuerzo deformación, en algún punto determinado.

𝐄𝐜 = dσ

dε

Ecuación 6. Módulo tangente

• Módulo tangente inicial: Se define como la pendiente de la recta tangente a la curva

esfuerzo vs. deformación, en algún punto determinado.

Ilustración 21. Módulo secante, módulo tangente y módulo tangente inicial

Fuente: (INGENIERÍA CIVIL, 2011)

31

El módulo secante es el método más utilizados en los laboratorios, motivo por el cual existe

una amplia información referente al mismo, razón por la cual se adoptó este método para la

investigación.

Ilustración 22. Módulo secante

Fuente: (ELSEVIER, 2013)

De la curva esfuerzo vs. deformación se obtiene el valor del modelo secante, el cuál es la

pendiente de la recta que une los puntos de la curva, correspondientes a una deformación

unitaria de 5 x 10 -5 mm y al 40% del esfuerzo de rotura. La ecuación del módulo de elasticidad

mediante este método es:

𝐄 = Tan α 0.4σr − σ0.00005

ε0.4σr − 0.00005

Ecuación 7. Módulo de elasticidad del hormigón

Donde: E = Módulo de elasticidad del hormigón.

𝜎𝑟 = Esfuerzo de rotura

𝜎0.00005 = Esfuerzo acorde a una deformación unitarias de 5 x 10 -5 mm

𝜀0.4𝜎𝑟 = Deformación conforme al 40% del esfuerzo de rotura.

32

2.3.2.4. Retracción

La retracción es la pérdida gradual de agua en el hormigón, por medio de evaporación. Si el

hormigón no se encuentra en un entorno húmedo va perdiendo agua capilar provocando tensión

interna de tracción y posteriormente fisuras.

Según (Montoya, Meseguer, & Moran, 2000, pág. 79) versa que:

Los factores que intervienen en la retracción son:

• La cantidad de agua de la mezcla está ligada con la retracción, razón por la cual esta

aumenta con la relación agua/cemento.

• Los cementos más resistentes y rápidos actúan aumentando la retracción.

• La presencia de finos en el hormigón provoca más retracción.

2.3.2.5. Durabilidad

Es la propiedad del hormigón endurecido que describe la capacidad que tiene el mismo para

resistir ataques físicos, biológicos, la acción del ambiente u otro proceso que lo deteriore.

El hormigón se degenera por un grupo de agente, según (Escorihuela & Fernández, 1976, pág.,

66) versa que:

• Efectos biológicos: Bacterias y vegetación, produciendo fisuras, humedad y formación

de sulfatos.

• Efectos físicos: Variación de temperatura, cambios de humedad, el fuego y corriente

eléctrica; ocasionando perdida en la unión del cemento con el agregado, grietas y

corrosión en armaduras.

• Efectos mecánicos: Sobrecarga, impactos, aire y corriente de agua; provocando

grietas en el conglomerante, erosión y cavitación.

• Efectos químicos: Suelos minerales, aguas agresivas, gases y aire.; originando

anulación ente la pasta y el árido, reacción de sulfatos, sales ácidas y cloruros.

33

2.3.2.6. Porosidad

Cuando el hormigón cambia de estado fresco a endurecido, el agua de la mezcla se evapora

formando una gran cantidad de cavidades concatenadas entre sí, llamadas porosidades. Agentes

agresivos al estar en contacto con la estructura, pueden viajar e introducirse en el concreto a

través de los poros, ocasionando la destrucción de la misma.

Un hormigón menos poroso tiene menor probabilidad que estos agentes ataquen a la estructura,

el exceso de agua en la mezcla provoca que un hormigón sea poroso.

2.3.2.7. Curado del hormigón endurecido

Es el procedimiento en el cual el hormigón se encuentra inmerso en un ambiente húmedo a

23+-2.0 °C (73.5+-3. °F) desde que se desencofra hasta el momento de ensayar las probetas

(NTE INEN 3124, 2016, pág. 13), esto permite la correcta hidratación del concreto con la

finalidad de desarrollar las propiedades con las que se diseñó.

Se puede realizar el curado del hormigón al sumergirlos en depósitos que contengan agua o en

cuartos húmedos.

Ilustración 23. Probetas localizadas dentro de la cámara de curado


34

Ilustración 24. Probetas sumergidas en agua (Curado del hormigón)


2.4. HORMIGÓN REFORZADO CON FIBRAS

Las fibras de refuerzo para hormigones son un producto que fortifican las mezclas,

disminuyendo la formación de fisuras y grietas, reducen la permeabilidad. La ASTM C1116

describe las especificaciones estándar para la incorporación de fibras. Las fibras para hormigón

y mortero se utilizan en un sin número de soluciones: hormigones y morteros de alta resistencia

al impacto, estructuras prefabricadas, construcción y reparación de pavimentos industriales,

proyectados mediante vía húmeda en estructura enterradas, túneles, pavimentos,

aparcamientos, soleras de hormigón entre otros. Las fibras para hormigón están propuestas a

mejorar la resistencia a flexo tracción y cortante, disminuye las fisuras por retracción en

elementos superficiales, mejora la resistencia a la erosión, aumenta la resistencia a la abrasión.

Para mejorar el hormigón, se han empleado nuevas técnicas, teniendo gran admisión la

utilización de fibras para reforzar o armar al mismo; algunas de las limitaciones que presenta

el hormigón tradicional pueden reducirse con la adición de fibras cortas en su masa. Estas fibras

una vez amasadas hasta conseguir una distribución prudente y uniforme, crean un material más

homogéneo cuya resistencia a tracción y resistencia a la fatiga es mayor que la del hormigón

tradicional. Las fibras empleadas para reforzado son discontinuas, presentando una distribución

uniforme que confiere al material una gran isotropía y homogeneidad. Las fibras actualmente

empleadas pueden ser: metálicas, sintéticas, de vidrio o naturales. (Fernández, 1981, p.6).

35

Sus aplicaciones más comunes van desde el refuerzo de pisos industriales, comerciales y pistas

de aeropuertos, hasta el de lineamientos de túneles y la estabilización de taludes a través de

concreto lanzado por vía húmeda o seca15. Las ventajas de las fibras sintéticas comprenden una

reducción en la contracción plástica y el agrietamiento por fraguado, y una mayor resistencia

al impacto y a la fragmentación.

“El American Concrete Institute A.C.I., a través de su Reporte en Hormigón Reforzado con

Fibras, menciona que ha obtenido datos de materiales compuestos que contienen fibras de

polipropileno en porcentajes de volumen que varían de 0.1% en incluso hasta 10%”16. Se

obtuvo una trabajabilidad satisfactoria con contenidos de fibra que oscilaron entre el 0.1% al

2.0% en volumen. Pero advierten que 2.0% ya es un contenido de fibra alto.

Conforme el material de las fibras que se emplean en los hormigones, se determinan distintas

características al hormigón, debido a que cada material tiene diversas propiedades Físicas, por

ejemplo, en el trabajo de titulación como proyecto de investigación de los señores (Saca &

Lucero, 2016); se elaboró un estudio comparativo de las propiedades físico-mecánicas del

hormigón reforzado con fibra de acero y el reforzado con fibra sintética. En función a los

estudios realizados se concluye que la fibra sintética de polipropileno aporta al hormigón

mejores características mecánicas frente a esfuerzos de tracción en comparación con la fibra

de acero.

2.4.1. CLASIFICACIÓN DE FIBRAS EMPLEADAS EN EL HORMIGÓN

2.4.1.1. Según su material

Existen diversos materiales con diferentes características aplicados para la fabricación de las

fibras de refuerzo para el concreto, entre las cuales destacan las siguientes:

15 Hop & Tatnall. (2003). Mitos y realidades sobre el concreto reforzado con fibras metálicas. Obtenido de:

http://www.imcyc.com/cyt/agosto03/metalicas.

16 ACI. (2002) “Report on Fiber Reinforced Concrete”, p. 544.1R-47, literal 4.3.7 “Polypropylene FRC”.

http://www.imcyc.com/cyt/agosto03/metalicas

36

2.4.1.1.1. Fibras metálicas

Las fibras metálicas son filamentos de acero mayormente utilizadas en la construcción debido

a que son económicas y eficaces. Dichas fibras otorgan una buena adherencia, reducen la

fisuración y mejoran la resistencia a la tracción y flexión del hormigón. Las fibras metálicas

tienen secciones transversales de diversas formas para tener una mayor adherencia en el

concreto.

Ilustración 25. Fibras metálicas con gancho, ondulada y retorcida

Fuente: (MÁS QUE INGENIERÍA, 2015)

2.4.1.1.2. Fibras naturales

Las fibras naturales empleadas en el hormigón son extraídas del tallo y de las hojas de las

plantas, aprovechando recursos renovables con un bajo costo de producción; al trabajar con

estos materiales el hormigón mejora sus propiedades con un mínimo impacto ambiental,

generan una resistencia residual en el concreto ante una fisura, evitando que la estructura

colapse de inmediato y mejora la cohesión de la mezcla (UNIVERSIDAD NACIONAL DE

COLOMBIA, 2014).

Ilustración 26. Fibras naturales en el hormigón

Fuente: (UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, 2014)

37

2.4.1.1.3. Fibras sintéticas

Las fibras sintéticas son las que se fabrican por el hombre y son resultado de la investigación

y el desarrollo de las industrias petroquímicas y textiles.

Según (QuimiNet.com, 2010) versa que: El hormigón adquiere gran beneficio con la

incorporación de fibra sintéticas tales como:

• Disminución en la permeabilidad.

• Reduce la fisuración por contracción plástica.

• Aumenta la resistencia a la abrasión

Se utilizan en su mayoría para pisos industriales, losas de pavimentos resistentes, en

hormigones proyectados y en remplazo de malla electrosoldada.

Ilustración 27. Fibras sintéticas

Fuente: (QuimiNet.com, 2010)

2.4.1.1.4. Fibras de vidrio

Las fibras de vidrio otorgan al hormigón alta resistencia a tracción, pero con gran desventaja

al ser atacadas por álcalis de los cementos portland. Se añade a la mezcla un conjunto de

filamentos consiguiendo un buen esparcimiento de fibras en la mezcla. La resistencia a la

compresión baja dependiendo de la relación agua cemento empleada, en un 20% para la

relación baja y un 30% cuando es alta17.

17 MÁS QUE INGENIERÍA. (2015). Hormigones Especiales (II): Hormigón Reforzado con Fibras. Obtenido de:

https://masqueingenieria.com/blog/hormigones-especiales-hormigón-reforzado-con-fibras/

38

Ilustración 28. Fibras de vidrio

Fuente: (MÁS QUE INGENIERÍA, 2015)

2.4.1.2. Según su función y geometría

2.4.1.2.1. Microfibras

Son fibras de diámetro menor a 0.1mm y su función es prevenir la presencia de fisuras en el

hormigón en estado fresco. Su dosificación se encuentra entre 0.03% al 0.15% del volumen del

hormigón (SIKA COLOMBIA S.A.S., 2014)

2.5.1.2.2. Macrofibras

Las macrofibras son las que poseen un diámetro aproximado entre 0.2mm a 0.8mm y su función

es prevenir fisuras del hormigón en estado endurecido y entrega propiedades estructurales al

mismo. Sus dosificaciones fluctúan entre 0.2% al 0.8% del volumen del hormigón (SIKA

COLOMBIA S.A.S., 2014)

39

2.5. FIBRAS RECICLADAS DE ENVASES PET

Las fibras recicladas de Tereftalato de Polietileno (PET) nacen de las ideas del autor-tutor de

esta investigación, con el fin de reutilizar un material que provoca gran afectación al ambiente

(envases de gaseosas elaborados con PET), en la construcción como elementos alternativos.

2.5.1. DEFINICIÓN

Son fibras transparentes que se añadirán en el hormigón para determinar las propiedades físicas

y mecánicas que estas le otorguen al mismo. Son obtenidas de los envases reciclados PET de

gaseosas, por medio de un procedimiento mecánico el cual se referirá paso a paso

posteriormente.

Dichas fibras se diseñaron de forma helicoidal, con la finalidad de lograr mayor adherencia en

el hormigón, debido a que el PET tiene una textura lisa. Estas fibras tienen dimensiones

aproximadas de 80 mm de largo, 7 mm de ancho y paso helicoidal de 9 mm.

Ilustración 29. Fibras recicladas PET


40

CAPÍTULO III

3. METODOLOGÍA

3.1. CARACTERIZACIÓN DE AGREGADOS

Los agregados empleados en la elaboración del hormigón poseen diversas propiedades y

características específicas, las cuales son identificadas mediante ensayos físicos, químicos y

mecánicos que se realiza en el laboratorio.

3.1.1. ABRASIÓN

El ensayo de abrasión consiste en determinar el desgaste del agregado grueso, al ser sometido

al impacto y fricción de esferas metálicas dentro de la máquina de los Ángeles. Esto se rige

según la norma NTE INEN 860 y la ASTM C-131.

El número de esferas requeridas para este análisis, depende de la graduación del árido.

Tamaño de malla Pesos de los tamaños indicados

Graduación

Pasa: Se retiene: A B C D

(pulg) (pulg) (g) (g) (g) (g)

1 1/2 1 1250±25 1 3/4 1250±25

3/4 1/2 1250±10 2500±10 1/2 3/8 1250±10 2500±10 3/8 1/4 1/4 N°.4 2500±10

N°.4 N°.8 2500±10 5000±10

Número de esferas 12 11 8 6

TOTAL 5000±10 5000±10 5000±10 5000±10

Tabla 5. Graduación ensayo de abrasión

Fuente: (MESTANZA José, Ensayo laboratorio de materiales UCE, 2017)

En esta investigación se escoge una graduación A, debido a que le tamaño máximo del árido

es de 1 pulgada.

41

Ilustración 30. Graduación A del agregado


Se procede con 100 revoluciones, posteriormente se retira el material del tambor y se realiza el

tamizado, determinado el peso del material que pasa y el que se retiene el tamiz número 12.

Nuevamente se introduce todo el material y las esferas en la máquina de los Ángeles, para

aplicar 400 revoluciones más y se repite la etapa de tamizado.

Ilustración 31. Ensayo de abrasión


En base a este proceso se establece el coeficiente de uniformidad y el porcentaje de desgaste

del árido grueso.

𝐏𝐨𝐫𝐜𝐞𝐧𝐭𝐚𝐣𝐞 𝐝𝐞 𝐃𝐞𝐬𝐠𝐚𝐬𝐭𝐞 =Peso inicial − Peso final

Peso inicial∗ 100%

Ecuación 8. Porcentaje de desgaste

𝐂𝐨𝐞𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞𝐧𝐭𝐞 𝐝𝐞 𝐔𝐧𝐢𝐟𝐨𝐫𝐦𝐢𝐝𝐚𝐝 =% Pérdida a las 100 revoluciones

% Pérdida a las 500 revoluciones

Ecuación 9. Coeficiente de uniformidad

42


FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA


ENSAYO DE ABRASIÓN DEL AGREGADO GRUESO

Fecha: 19/06/2017 Ensayos No: 1, 2, 3

Origen: San Antonio de Pichincha/Cantera Tanlahua Realizado por: Autor

Norma: NTE INEN 860 (ASTM C-131)

Graduación A

Descripción Unidad Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3

Cantidad Cantidad Cantidad

Masa inicial gr 5000.00 5000.00 5000.00

Retenido en el tamiz No. 12 después de

100 revoluciones gr 4359.00 4377.00 4353.00

Perdida después de 100 revoluciones gr 641.00 623.00 647.00

Perdida después de 100 revoluciones % 12.82 12.46 12.94

Retenido en el tamiz No. 12 después de

500 revoluciones gr 2155.00 2139.00 2162.00

Perdida después de 500 revoluciones gr 2845.00 2861.00 2838.00

Perdida después de 500 revoluciones

(Porcentaje de desgaste) % 56.90 57.22 56.76

Coeficiente de uniformidad - 0.23 0.22 0.23

Coeficiente de uniformidad promedio - 0.23

Tabla 6. Ensayos de abrasión del agregado grueso


43

3.1.2. COLORIMETRÍA

El ensayo de colorimetría se lo realiza, con la finalidad de determinar la presencia de

impurezas orgánicas que puedan existir en el agregado fino. La NTE INEN 855 y la

ASTM C – 40 sustentan este procedimiento.

Se procede disolviendo hidróxido de sodio en agua destilada, la cual se incorpora en un

recipiente trasparente, conjuntamente con el agregado fino. Después se procede a

determinar el contenido de material orgánico, en base a la escala de tonalidades.

Figura (1) Figura (2) Figura (3) Figura (4) Figura (5)

Ilustración 32. Escala de Tonalidades para el análisis de colorimetría

Fuente: (NTE INEN 855)

Figura Color Propiedades

1 Blanco claro a

transparente

Arena de muy buena calidad por no contener materia

orgánica, limos o arcillas.

2 Amarillo pálido Arena con poca presencia de material orgánico

limos o arcillas. Se considera de buena calidad.

3 Amarillo encendido Contiene materia orgánica en altas cantidades.

Se puede usar en hormigones de alta resistencia.

4 Café claro Contiene materia orgánica en concentraciones

muy elevadas. Se considera de mala calidad.

5 Café chocolate Arena de muy mala calidad. Existe demasiada

materia orgánica, limos o arcilla. No se usa

Tabla 7. Descripción colorimétrica del agregado fino


44




ENSAYO DE COLORIMETRÍA DEL AGREGADO FINO

Fecha: 19/06/2017 Ensayo No: 1/1


Norma: NTE INEN 855 (ASTM C – 40)

Ilustración 33. Ensayo de colorimetría del agregado fino


Figura Color Propiedades

1 Blanco claro a

transparente Arena de muy buena calidad por no contener

materia orgánica, limos o arcillas.

2 Amarillo pálido Arena con poca presencia de material orgánico

limos o arcillas. Se considera de buena calidad.

3 Amarillo encendido Contiene materia orgánica en altas cantidades.

Se puede usar en hormigones de alta resistencia.

4 Café claro Contiene materia orgánica en concentraciones

muy elevadas. Se considera de mala calidad.

5 Café chocolate Arena de muy mala calidad. Existe demasiada

materia orgánica, limos o arcilla. No se usa

Tabla 8. Agregado fino de muy buena calidad


45

3.1.3. CONTENIDO DE HUMEDAD

Este ensayo se ejecuta para valorar el porcentaje de humedad o contenido de agua que

poseen los agregados, tanto fino como grueso. La norma NTE INEN 862 y ASTM C-566

establecen el procedimiento para la realización de este ensayo.

Para la obtención del contenido de humedad de los agregados, es necesario pesar una

muestra del agregado húmedo, la cual posteriormente se introducirá en el horno. Después

de un tiempo aproximado de veinticuatro horas, se retira la muestra del horno y se procede

a medir del peso de la muestra seca.

Ilustración 34. Muestra seca del agregado fino y agregado grueso


Mediante la siguiente ecuación se puede determinar el contenido de humedad de un

agregado:

𝐂. 𝐇. = Wh − Ws

Ws∗ 100

Ecuación 10. Contenido de humedad

Donde: C.H. = Contenido de humedad (%)

Wh = Masa de la muestra húmeda (g)

Ws = Masa de la muestra seca (g)

46




ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO Y

AGREGADO GRUESO (MEZCLA DE PRUEBA)

Fecha: 19/06/2017 Ensayo No: 1, 2, 3



ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO MEZCLA DE PRUEBA

Descripción Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3

Unidad Cantidad Cantidad Cantidad

Masa del recipiente + arena húmeda 1220.40 1217.40 1186.50 g

Masa del recipiente + arena seca 1217.44 1215.91 1184.35 g

Masa del recipiente 157.80 157.80 157.80 g

Masa de agua 2.96 1.49 2.15 g

Masa de arena húmeda 1062.60 1059.60 1028.70 g

Masa de arena seca 1059.64 1058.11 1026.55 g

Contenido de humedad 0.28 0.14 0.21 g

Contenido de humedad promedio 0.21 g

Tabla 9. Ensayos de contenido de humedad del agregado fino (Mezcla de prueba)


ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO GRUESO MEZCLA DE

PRUEBA



Masa del recipiente + ripio húmedo 1381.21 1407.19 1390.90 g

Masa del recipiente + ripio seco 1368.40 1392.58 1377.22 g


Masa de agua 12.81 14.61 13.68 g

Masa de ripio húmeda 1192.21 1218.19 1201.90 g

Masa de ripio seca 1179.40 1203.58 1188.22 g



Tabla 10. Ensayos de contenido de humedad del agregado grueso (Mezcla de prueba)


47





GRUESO (MEZCLA 1 SIN FIBRA Y MEZCLA 2 CON 0.37% DE FIBRA)

Fecha: 19/06/2017 Ensayo No: 1, 2, 3



ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO TANTO PARA LA MEZCLA

1 (SIN FIBRA) COMO PARA LA MEZCLA 2 (CON 0.37% DE FIBRA)






Masa de agua 18.80 19.90 21.00 g





Tabla 11. Ensayos de contenido de humedad del agregado fino (Mezcla 1 y mezcla 2)


ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO GRUESO TANTO PARA LA

MEZCLA 1 (SIN FIBRA) COMO PARA LA MEZCLA 2 (CON 0.37% DE FIBRA)






Masa de agua 16.80 18.50 18.10 g





Tabla 12. Ensayos de contenido de humedad del agregado grueso (Mezcla 1 y mezcla 2)


48





GRUESO (MEZCLA 3 CON 0.74%DE FIBRA Y MEZCLA 4 CON 1.11% DE

FIBRA)

Fecha: 19/06/2017 Ensayo No: 1, 2, 3



ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO FINO TANTO PARA LA

MEZCLA 3 (CON 0.74% DE FIBRA) COMO PARA LA MEZCLA 4 (CON 1.11% DE FIBRA)






Masa de agua 17.00 17.00 17.00 g





Tabla 13. Ensayos de contenido de humedad del agregado fino (Mezcla 3 y mezcla 4)


ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD DEL AGREGADO GRUESO TANTO PARA LA

MEZCLA 3 (CON 0.74% DE FIBRA) COMO PARA LA MEZCLA 4 (CON 1.11% DE FIBRA)






Masa de agua 18.00 18.20 17.20 g





Tabla 14. Ensayos de contenido de humedad del agregado grueso (Mezcla 3 y mezcla 4)


49

3.1.4. DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA

La densidad aparente es la relación entre el peso de la masa del agregado y el volumen

que ocupan las partículas de ese material incluyendo los poros saturables y no saturables.

Este ensayo se establece según la norma NTE INEN 858 y ASTM C-29.

• Densidad aparente suelta: Se deja caer libremente el agregado en un recipiente

cilíndrico, para obtener posteriormente el peso del material y ver la relación que

se obtienen con el volumen del recipiente.

Ilustración 35. Densidad aparente suelta

Fuente: (Autor, 217)

• Densidad aparente compactada: El procedimiento es similar al de densidad

aparente suelta, pero adicionalmente se compacta mediante una varilla de 16 mm

de punta redondeada el agregado, proporcionando 25 golpes por cada capa, de un

total tres capas.

Ilustración 36. Densidad aparente compactada


50




ENSAYO DE DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DEL

AGREGADO FINO

Fecha: 20/06/2017 Ensayo No: 1, 2, 3



AGREGADO FINO

Masa del recipiente (g) 2584.00 Volumen del recipiente (cm³) 2872.00

Masa de la arena suelta + Recipiente (g) Masa de la arena compactada + Recipiente (g)

1 7065.00 7093.00 7002.00 1 7558.00 7551.00 7514.00

2 7055.00 7074.00 7006.00 2 7524.00 7587.00 7597.00

3 7052.00 7080.00 7004.00 3 7530.00 7590.00 7590.00

Promedio 7057.33 7082.33 7004.00 Promedio 7537.33 7576.00 7567.00

Densidad

aparente suelta

de la arena

(g/cm³)

1.56 1.57 1.54

Densidad

aparente

compactada de la

arena (g/cm³)

1.72 1.74 1.74

Densidad

aparente suelta

de la arena

promedio

(g/cm³)

1.56

Densidad

aparente

compactada de la

arena promedio

(g/cm³)

1.73

Tabla 15. Ensayos de densidad aparente suelta y compactada del agregado fino


51




ENSAYO DE DENSIDAD APARENTE SUELTA Y COMPACTADA DEL

AGREGADO GRUESO

Fecha: 20/06/2017 Ensayo No: 1, 2, 3



AGREGADO GRUESO

Masa del recipiente (g) 8530.00 Volumen del recipiente (cm³) 14350.00

Masa de la arena suelta + Recipiente (g) Masa de la arena compactada + Recipiente (g)

1 28100.00 28400.00 28200.00 1 29000.00 30100.00 30200.00

2 28200.00 28300.00 28400.00 2 29800.00 30100.00 30300.00

3 27900.00 28200.00 28300.00 3 29700.00 30000.00 30100.00

Promedio 28066.67 28300.00 28300.00 Promedio 29500.00 30066.67 30200.00

Densidad

aparente suelta

de la arena

(g/cm³)

1.36 1.38 1.38

Densidad aparente

compactada de la

arena (g/cm³)

1.46 1.50 1.51

Densidad

aparente suelta

de la arena

promedio

(g/cm³)

1.37

Densidad aparente

compactada de la

arena promedio

(g/cm³)

1.49

Tabla 16. Ensayos de densidad aparente suelta y compactada del agregado grueso


52

3.1.5. DENSIDAD ÓPTIMA

La densidad óptima es menor a la densidad aparente máxima, la cual se determina

reduciendo un 4% del porcentaje de agregado fino.

Este procedimiento consiste en calcular el porcentaje de agregado grueso y agregado fino

hasta determinar la densidad máxima, según decreta la norma NTE INEN 858 y la ASTM

C- 29.

Ilustración 37. Densidad óptima


Ilustración 38. Determinación de la masa de la mezcla (Ensayo densidad óptmia)


53




ENSAYO DE DENSIDAD ÓPTIMA




Masa del

recipiente 8500 (g) Volumen del recipiente 14350 (cm³)

Mezcla % Masa (Kg) Añadir

arena (Kg)

Masa del

recipiente+

Mezcla

(Kg)

Masa de la

mezcla

(Kg)

D.

Aparente

(g/cm³) Ripio Arena Ripio Arena

100 0 40.00 0.00 0.00 30.60 22.10 1.54

90 10 40.00 4.44 4.44 31.90 23.40 1.63

80 20 40.00 10.00 5.56 33.00 24.50 1.71

75 25 40.00 13.33 3.33 33.60 25.10 1.75

70 30 40.00 17.14 3.81 34.30 25.80 1.80

65 35 40.00 21.54 4.40 34.80 26.30 1.83

60 40 40.00 26.67 5.13 35.10 26.60 1.85

55 45 40.00 32.73 6.06 34.00 25.50 1.78

Tabla 17. Ensayo No. 1 densidad óptima de los agregados


Agregados

Porcentaje

máximo

Densidad

máxima

Porcentaje

óptimo

Densidad

óptima

(%) (g/cm³) (%) (g/cm³)

Fino 40 1.85

36 1.84

Grueso 60 64

Tabla 18. Resultados (Ensayo No. 1 densidad óptima de los agregados)


54




Gráfico 1. Diagrama de densidad óptima (Ensayo No. 1)


1.854

1.600

1.650

1.700

1.750

1.800

1.850

1.900

10 15 20 25 30 35 40 45 50

Den

sid

ad

(g/c

m³)

Arena (%)

DENSIDAD ÓPTIMA DE LOS AGREGADOS

Series1

1837

dD.Óptima

dD.Máxima

4%

55








Masa del



arena

(Kg)

Masa del

recipiente+

Mezcla

(Kg)

Masa de la

mezcla

(Kg)

D.

Aparente


100 0 40.00 0.00 0.00 29.70 21.20 1.48

90 10 40.00 4.44 4.44 30.90 22.40 1.56

80 20 40.00 10.00 5.56 32.20 23.70 1.65

75 25 40.00 13.33 3.33 33.30 24.80 1.73

70 30 40.00 17.14 3.81 33.90 25.40 1.77

65 35 40.00 21.54 4.40 34.30 25.80 1.80

60 40 40.00 26.67 5.13 34.70 26.20 1.83

55 45 40.00 32.73 6.06 33.80 25.30 1.76



Agregados

Porcentaje

máximo

Densidad

máxima

Porcentaje

óptimo

Densidad

óptima

(%) (g/cm³) (%) (g/cm³)

Fino 40 1.83

36 1.80

Grueso 60 64



56






1.826

1.500

1.550

1.600

1.650

1.700

1.750

1.800

1.850

1.900

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Den

sid

ad

(g/c

m³)

Arena (%)

DENSIDAD ÓPTIMA DE LOS AGREGADOS

Series1

1803

dD.Óptima

dD.Máxima

4%

57








Masa del



arena

(Kg)

Masa del

recipiente+

Mezcla

(Kg)

Masa de la

mezcla

(Kg)

D.

Aparente


100 0 40.00 0.00 0.00 31.40 22.90 1.60

90 10 40.00 4.44 4.44 32.10 23.60 1.65

80 20 40.00 10.00 5.56 33.30 24.80 1.73

75 25 40.00 13.33 3.33 33.90 25.40 1.77

70 30 40.00 17.14 3.81 34.50 26.00 1.81

65 35 40.00 21.54 4.40 35.00 26.50 1.85

60 40 40.00 26.67 5.13 35.20 26.70 1.86

55 45 40.00 32.73 6.06 34.10 25.60 1.78



Agregados

Porcentaje

máximo

Densidad

máxima

Porcentaje

óptimo

Densidad

óptima

(%) (g/cm³) (%) (g/cm³)

Fino 40 1.86

36 1.85

Grueso 60 64



58






1.861

1.500

1.550

1.600

1.650

1.700

1.750

1.800

1.850

1.900

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Den

sid

ad

(g/c

m³)

Arena (%)

DENSIDAD OPTIMA DE LOS AGREGADOS

Series1

1803

dD.Optima

dD.Máxima

4%

59

ENSAYOS DE DENSIDAD ÓPTIMA

ENSAYO AGREGADOS

PORCENTAJE

MÁXIMO

DENSIDAD

MÁXIMA

PORCENTAJE

ÓPTIMO

DENSIDAD

ÓPTIMA

(%) (g/cm³) (%) (g/cm³)

No. 1 Fino 40

1.85 36

1.84 Grueso 60 64

No. 2 Fino 40

1.83 36

1.80 Grueso 60 64

No. 3 Fino 40

1.86 36

1.85 Grueso 60 64

Promedio Fino 40

1.85 36

1.83 Grueso 60 64

Tabla 23. Resumen de ensayos de densidad óptima de los agregados


3.1.6. GRANULOMETRÍA

El ensayo de granulometría se define como la distribución del tamaño de partículas de los

agregados, consiste en hacer pasar una muestra de agregado a través de una sucesión de

tamices, los cuales poseen mallas de diverso tamaño de abertura, la muestra pasa por los

tamices, reteniendo parte de la misma según el tamaño de sus partículas, como señala la

norma NTE INEN 696 y la ASTM C-136.

Ilustración 39. Tamizado de la muestra de agregado grueso


60

La curva granulométrica de los agregados tanto fino como grueso, está en función del

porcentaje que pasa y de la abertura de un determinado tamiz. Mediante esta curva se

permite percibir de mejor manera la distribución de tamaños de una muestra de áridos.

El tamaño nominal está definido como el siguiente tamiz que le sigue en abertura mayor

a aquel cuyo porcentaje retenido acumulado es 10% o más del agregado en un análisis

granulométrico.

Para la obtención del grosor o finura de un agregado, se requiere calcula el módulo de

finura, el cual es una constante que define el tamaño promedio del material que se retiene

en un tamiz.

Ilustración 40, Agregado retenido en el tamiz


MF =∑ % Retenido Acumulado (

3

8 +No.4+No.8+No.16+No.30+No.50+No.100)

100

Ecuación 11. Módulo de finura del agregado fino

MF =∑ % Retenido Acumulado (1

1

2 +

3

4 +

3

8 +No.4+No.8+No.16+No.30+No.50+No.100)

100

Ecuación 12. Módulo de finura del agregado grueso

61




ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO FINO




Tamiz

Retenido

% Retenido % Pasa Límites

específicos Parcial (g) Acumulado (g)

3/8" 0.00 0.00 0.00 100.00 100

No. 4 59.61 59.61 10.18 89.82 95 - 100

No. 8 158.21 217.82 37.18 62.82 80 - 100

No. 16 103.90 321.72 54.92 45.08 50 - 85

No. 30 83.79 405.51 69.22 30.78 25 - 60

No. 50 48.27 453.78 77.46 22.54 5 - 30

No. 100 49.77 503.54 85.95 14.05 0 - 10

No. 200 36.00 539.54 92.10 7.90 -

BANDEJA 46.30 585.84 100.00 0.00

Σ 585.84

Tabla 24. Ensayo No. 1 granulometría del agregado fino


Módulo de finura del agregado fino (Ensayo No. 1)

MF = 3.35

62




Gráfico 4. Curva granulométrica del agregado fino (Ensayo No. 1)


0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7

% P

AS

A

TAMIZ

CURVA GRANULOMÉTRICA (AGREGADO FINO)

Límite Superior

Límite Inferior

Curva Granulométrica

𝑁º100 𝑁º50 𝑁º30 𝑁º16 𝑁º8 𝑁º4 3/8

63








Tamiz

Retenido



3/8" 0.00 0.00 0.00 100.00 100

No. 4 68.49 68.49 12.25 87.75 95 - 100

No. 8 144.46 212.95 38.09 61.91 80 - 100

No. 16 90.70 303.65 54.32 45.68 50 - 85

No. 30 79.30 382.95 68.50 31.50 25 - 60

No. 50 50.02 432.97 77.45 22.55 5 - 30

No. 100 49.00 481.97 86.22 13.78 0 - 10

No. 200 34.85 516.82 92.45 7.55 -

BANDEJA 42.20 559.02 100.00 0.00

Σ 559.02




MF = 3.37

64






0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7

% P

AS

A

TAMIZ


Límite Superior

LÍmite Inferior


𝑁º100 𝑁º50 𝑁º30 𝑁º16 𝑁º8 𝑁º4 3/8

65








Tamiz

Retenido



3/8" 0.00 0.00 0.00 100.00 100

No. 4 63.65 63.65 10.50 89.50 95 - 100

No. 8 173.43 237.08 39.11 60.89 80 - 100

No. 16 100.20 337.28 55.64 44.36 50 - 85

No. 30 77.20 414.48 68.37 31.63 25 - 60

No. 50 53.20 467.68 77.15 22.85 5 - 30

No. 100 57.23 524.91 86.59 13.41 0 - 10

No. 200 34.20 559.11 92.23 7.77 -

BANDEJA 47.10 606.21 100.00 0.00

Σ 606.21




MF = 3.37

66






No se procede a rectificar la granulometría debido a que se trabajó con el diseño real, en condición del material tal como llega en obra y se pretende

analizar el aporte de las fibras PET en un hormigón con agregados que presenten estas limitaciones.

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7

% P

AS

A

TAMIZ


Límite Superior

Límite Inferior

Curva

Granulométrica

𝑁º100 𝑁º50 𝑁º30 𝑁º16 𝑁º8 𝑁º4 3/8

67




ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO GRUESO




Tamiz Retenido %

Retenido

%

Pasa

Límites


1 1/2 " 0.00 0.00 0.00 100.00 100

1" 1362.00 1362.00 10.90 89.10 95 - 100

3/4" 1728.20 3090.20 24.74 75.26 -

1/2" 2903.00 5993.20 47.98 52.02 25 - 60

3/8" 2294.00 8287.20 66.35 33.65 -

N°4 3351.00 11638.20 93.18 6.82 0 - 10

N°8 538.30 12176.50 97.49 2.51 0 - 5

N°16 79.45 12255.95 98.12 1.88 -

BANDEJA 234.50 12490.45 100.00 0.00

Σ 12490.45

Tabla 27. Ensayo No. 1 granulometría del agregado grueso


Módulo de finura del agregado grueso (Ensayo No. 1)

MF = 6.80

68




Gráfico 7. Curva granulométrica del agregado grueso (Ensayo No. 1)


0

20

40

60

80

100

120

1/2 1 1 1/2 2 2 1/2

% P

asa

Tamiz

CURVA GRANULOMÉTRICA (AGREGADO GRUESO)

Límite Superior

Límite Inferior


N°8 N°4 1/2 1 1 1/2

69








Tamiz Retenido %

Retenido

%

Pasa

Límites


1 1/2 " 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00

1" 1319.50 1319.50 10.69 89.31 95 - 100

3/4" 1697.50 3017.00 24.45 75.55 -

1/2" 2912.94 5929.94 48.05 51.95 25 - 60

3/8" 2214.75 8144.69 66.00 34.00 -

N°4 3351.20 11495.89 93.16 6.84 0 - 10

N°8 537.50 12033.39 97.51 2.49 0 - 5

N°16 79.50 12112.89 98.16 1.84 -

BANDEJA 227.50 12340.39 100.00 0.00

Σ 12340.39




MF = 6.79

70






0

20

40

60

80

100

120

1/2 1 1 1/2 2 2 1/2

% P

asa

Tamiz


Límite Superior

Límite Inferior


N°8 N°4 1/2 1 1 1/2

71








Tamiz Retenido %

Retenido

%

Pasa

Límites


1 1/2 0.00 0.00 0.00 100.00 100

1" 1291.50 1291.50 10.35 89.65 95 - 100

3/4" 1749.30 3040.80 24.37 75.63 -

1/2" 2887.05 5927.85 47.51 52.49 25 - 60

3/8" 2193.26 8121.11 65.08 34.92 -

N°4 3470.80 11591.91 92.90 7.10 0 - 10

N°8 559.20 12151.11 97.38 2.62 0 - 5

N°16 84.05 12235.16 98.05 1.95 -

BANDEJA 243.00 12478.16 100.00 0.00

Σ 12478.16




MF = 6.78

72






0

20

40

60

80

100

120

1/2 1 1 1/2 2 2 1/2

% P

asa

Tamiz


Límite Superior

Límite Inferior


N°8 N°4 1/2 1 1 1/2

73

ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS

Ensayo

Agregado fino Agregado grueso

Módulo de

finura

Módulo de

finura

Tamaño

nominal

No. 1 3.35 6.80 1"

No. 2 3.37 6.79 1"

No. 3 3.37 6.78 1"

Promedio 3.36 6.79 1"

Tabla 30. Resumen de ensayos granulométricos de los agregado


3.1.7. PESO ESPECÍFICO Y CAPACIDADES DE ABSORCIÓN

El ensayo de peso específico y capacidad de absorción de los áridos está establecido según

las normas NTE INEN 856 y ASTM C-127 para agregados finos y las normas NTE INEN

857 y ASTM C-128 para agregados gruesos.

3.1.7.1. Peso específico

El peso específico está definido por la relación de la masa del agregado en estado SSS

(agregado saturado superficialmente seco) y el volumen del mismo. Este proceso se

realiza con el principio de Arquímedes: “Todo cuerpo sumergido en un líquido recibe un

empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del líquido desalojado”.

• Peso específico del agregado fino: Para determinar el peso específico del

agregado fino se debe obtener el volumen del mismo, mediante un picnómetro

aplicando el principio de Arquímedes, debido a que el agregado posee una forma

irregular.

74

Ilustración 41. Ensayo de peso específico para el agregado fino


• Peso específico del agregado grueso: En este ensayo se sigue el mismo principio

que se aplica en la obtención del peso específico del agregado fino, sin embargo,

para conseguir el volumen del árido grueso, se utiliza una canastilla la cual

contiene la muestra del agregado grueso y se introduce estos elementos en agua.

Ilustración 42. Ensayo de peso específico para el agregado grueso


75

3.1.7.2. Capacidad de absorción

Este ensayo se realiza con la finalidad de establecer la cantidad de agua que absorben los

agregados expresados en porcentaje, este valor se obtiene de la diferencia entre la masa

del agregado en estado SSS con la masa del agrega secado al horno, y estos valores son

multiplicados por cien.

Ilustración 43. Agregado grueso en estado SSS


76




ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO Y CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DEL

AGREGADO FINO

Fecha: 21/06/2017 Ensayo No: 1, 2, 3



Agregado fino

Peso específico



Masa de Picnómetro (g) + Arena SSS (g) 647.90 658.20 681.60

Masa de Picnómetro (g) 159.00 156.20 146.80

Masa de arena en SSS (g) 488.90 502.00 534.80

Masa de Picnómetro calibrado (g) 658.20 658.20 642.20

Masa de Picnómetro (g) + Arena SSS (g) + Gasolina (g) 963.90 963.90 963.90

Volumen desalojado (g) 183.20 196.30 213.10

Peso específico (g/cm3) 2.67 2.56 2.51

Peso específico promedio (g/cm3) 2.58

Capacidad de absorción



Masa de arena en SSS (g) + Recipiente (g) 597.14 592.95 593.44

Masa de arena seca (g) + Recipiente (g) 593.10 589.30 589.30

Masa de recipiente (g) 193.70 192.10 204.60

Masa de agua (g) 4.04 3.65 4.14

Masa de arena seca (g) 399.40 397.20 384.70

Capacidad de absorción (%) 1.01 0.92 1.08

Capacidad de absorción promedio (%) 1.00

Tabla 31. Ensayos de peso específico y capacidad de absorción del agregado fino


77




ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO Y CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DEL

AGREGADO GRUESO

Fecha: 21/06/2017 Ensayo No: 1, 2, 3



Agregado grueso

Peso específico



Masa del recipiente (g) + Ripio en SSS (g) 3482.00 3674.00 3699.70

Masa del recipiente (g) 298.00 296.90 287.30

Masa del ripio en SSS (g) 3184.00 3377.10 3412.40

Masa de la canastilla sumergida en agua (g) 1531.00 1650.00 1650.00

Masa de la canastilla (g) + Ripio sumergido en agua (g) 3477.00 3670.00 3670.00

Masa del ripio en Agua (g) 1946.00 2020.00 2020.00

Volumen desalojado (cm3) 1238.00 1357.10 1392.40

Peso específico (g/cm3) 2.57 2.49 2.45

Peso específico promedio (g/cm3) 2.50

Capacidad de absorción



Masa de ripio en SSS (g) + Recipiente (g) 3671.00 3693.50 3367.70

Masa de ripio seco (g) + Recipiente (g) 3533.00 3551.00 3238.60

Masa de recipiente (g) 264.00 297.00 297.00

Masa de agua (g) 138.00 142.50 129.10

Masa de ripio seco (g) 3269.00 3254.00 2941.60

Capacidad de absorción (%) 4.22 4.38 4.39

Capacidad de absorción promedio (%) 4.33

Tabla 32. Ensayos de peso específico y capacidad de absorción del agregado grueso


78

3.2. CEMENTO

3.2.1. DENSIDAD

La densidad del cemento se define como la relación de la masa de una muestra de cemento

y su volumen. Las normas NTE INEN 156 y ASTM C-188 establecen el procedimiento

de este ensayo, para el cual es necesario un frasco de Le-Chatelier y gasolina, debido a

que no se puede utilizar agua porque es un líquido reactivo con el cemento.

Ilustración 44. Elementos utilizados en el ensayo de densidad del cemento


Ilustración 45. Ensayo de densidad del cemento Holcim


79




ENSAYO DE DENSIDAD DEL CEMENTO

Fecha: 21/06/2017 Ensayo No: 1, 2, 3

Realizado por: Autor Norma: NTE INEN 156 (ASTM C-188)

Densidad del cemento (Método del Le-Chatelier)

Descripción Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Unidad

Lectura inicial del frasco + Gasolina 0.26 0.29 0.35 cm³

Masa inicial del frasco + Gasolina 332.70 299.50 342.20 g.

Lectura final del frasco + Cemento + Gasolina 20.90 21.00 16.90 cm³

Masa final del frasco + Cemento + Gasolina 391.50 353.90 388.60 g.

Densidad del cemento 2.85 2.63 2.80 g/cm³

Densidad del cemento promedio 2.76 g/cm3

Tabla 33. Ensayos de densidad del cemento (Método del Le-Chatelier)


80

3.3. FIBRAS RECICLADAS PET

3.3.1. PROCESO DE ELABORACIÓN

Para la elaboración de las fibras recicladas PET es necesario envases de gaseosas de 1.35

y 3 litros, debido a que estas tienen mayor longitud del cuerpo liso de la botella.

Cabeza

Hombro

Cuerpo Cuerpo

Base

Ilustración 46. Partes de los envases reciclados PET de 1.35 litros y 3 litros


Las botellas se obtuvieron de la empresa PLASTRECYCLING, por el valor de

0.31centavos de dólar por kilo. Esta empresa destinada a la recolección y clasificación de

PET, cartón, bond, PVC, entre otros materiales, se encuentra ubicada al norte de Quito en

el sector de Carcelén alto.

81

Ilustración 47. Empresa PLASTRECYCLING


Ilustración 48. Envases reciclados PET de 1.35 litros y 3 litros


Una vez obtenidas las botellas, se retira la etiqueta y se procede con la limpieza de las

mismas, para eliminar cualquier tipo de residuo de bebida, impurezas o material orgánico

que exista en ellas. Se seca la botella y con la ayuda de un estilete se corta de manera

uniforme la base, conservado el cuerpo de la botella.

82

Ilustración 49. Corte de envases


Ilustración 50. Envases cortados


Se prosigue con la obtención de las tiras PET, las cuales tienen un ancho aproximado de

7 mm. Para esto es necesario un artefacto que corte de manera uniforme la botella en tiras.

83

3.3.1.1. Artefacto cortador de envases PET

Es un dispositivo creado para la obtención de tiras de un envase PET. El cual está

compuesto por:

• Tabla de madera de 195 mm de largo x 95 mm de ancho por 18 mm de espesor.

• Cuchilla de un sacapuntas.

• 8 arandelas (rodelas).

• 2 tornillos.

• 2 tuercas.

Con un taladro se realiza dos perforaciones en la madera, con una separación de 25 mm

entre cada perforación; se introduce los tonillos en su respectiva perforación, seguido de

tres rodelas en cada tornillo, es necesario dejar una separación de 5 mm de rodela a rodela

para que la tira se deslice libremente entre ellas.

Después se ubica la cuchilla del sacapuntas por encima de las rodelas y se inserta otra

rodela más en cada tornillo, se ajusta con una tuerca de tal forma que la cuchilla quede

totalmente fija, la distancia de la cuchilla hacia la tabla de madera es de 7 mm, razón por

la cual el espesor de las tiras de PET tiene el mismo valor.

Ilustración 51. Artefacto cortador de envases PET


84

Posteriormente se corta una tira de la parte inferior del cuerpo de botella, con la medida

del espesor que se desea obtener, en este caso 7 mm de ancho y una longitud aproximada

de 90 mm.

Ilustración 52. Corte en la parte inferior del cuerpo de los envases


Ilustración 53. Parte inicial de la tira PET


85

Se introduce la tira en el artefacto cortador de envase PET por donde indica la flecha y se

jala cuidadosamente para que la máquina corte el envase PET uniformemente.

Ilustración 54. Obtención de tiras PET


Para la extracción de las tiras PET se corta todo el cuerpo de la botella, deteniéndose antes

de llegar al hombro de la misma.

Ilustración 55. Tiras PET


86

Para que las fibras recicladas de envases PET adquieran una forma helicoidal se necesitan:

• Taladro de velocidad regulable.

• 1.5 m de Alambre Galvanizado Calibre 14 de 2.15 mm de diámetro.

Se junta la parte inicial de la tira con la punta del alambre galvanizado y se incorporan

los dos elementos en el portabrocas del taladro, estos elementos deben ser ajustados con

firmeza impidiendo que se desacoplen.

Ilustración 56. Incorporación de la tira PET y el alambre en el Portabrocas


Para esta etapa del proceso de elaboración de fibras recicladas PET, es necesario

realizarlo entre dos personas. Una persona activa el taladro, provocando que la tira y el

alambre giren en su propio eje, mientras simultáneamente la otra va enroscando con

firmeza la tira PET alrededor del alambre. El enroscado se debe realizar de manera

paulatina, para obtener un resultado uniforme.

87

Ilustración 57. Enroscado de la tira PET


Después de ser enroscada la tira PET, se procede a desacoplar la tira helicoidal del

portabrocas y del alambre. Se extiende de manera manual las tiras helicoidales, con la

finalidad de alcanzar mejor adherencia con el hormigón.

Ilustración 58. Expansión de la tira helicoidal PET


88

Finalmente se corta la tira helicoidal, obteniendo las fibras recicladas PET.

Ilustración 59. Corte de la tira helicoidal PET


3.3.2. PESO ESPECÍFICO

Para obtener el peso específico de las fibras recicladas PET, se optó por el mismo

principio realizado para el peso específico de agregado grueso. Es una canastilla en la

cual se encuentran ciertas muestras de las fibras y estos elementos se introduce en

gasolina permitiendo que estas fibras se hundan en este líquido, debido a que la densidad

de las fibras recicladas PET es mayor a la densidad de la gasolina.

Ilustración 60. Gasolina para el ensayo de peso específico de las fibras recicladas PET


89

Ilustración 61. Determinación de la masa de las fibras recicladas PET


90




ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO DE FIBRAS RECICLADAS PET

Fecha: 21/06/2017 Ensayo No: 1, 2, 3

Realizado por: Autor Norma: NTE INEN 857 (ASTM C-128)

Fibras recicladas PET

Peso específico

Descripción Ensayo 1 Ensayo 2 Unidad

Masa del recipiente + Fibras recicladas PET 312.50 311.80 (g)

Masa del recipiente 227.00 228.90 (g)

Masa de fibras recicladas 85.50 82.90 (g)

Masa de la canastilla sumergida en gasolina 1723.00 1706.00 (g)

Masa de la canastilla + Fibras recicladas PET

sumergida en gasolina 1765.00 1747.00 (g)

Masa de fibras recicladas PET en gasolina 42.00 41.00 (g)

Volumen desalojado 63.97 61.62 (cm3)

Peso específico 1.34 1.35 (g/cm3)

Peso específico promedio 1.34 (g/cm3)

Tabla 34. Ensayos de peso específico de las fibras recicladas PET


91

3.4. DISEÑO DE MEZCLAS DE HORMIGÓN

El diseño de mezclas, también conocido como dosificación del hormigón, se define como

el método para seleccionar de las proporciones de los materiales que conforman el

hormigón, según las características y propiedades requeridas para el mismo.

El método de la densidad óptima se centra en la cantidad de pasta de cemento necesaria

en la mezcla de hormigón a través del porcentaje óptimo de vacíos que tienen los

agregados.

El método de la densidad óptima es el método más utilizado debido a su exactitud para

determinar la resistencia a compresión deseada en el hormigón, motivo por lo cual se

utilizó este método para realizar la investigación.

3.4.1. MÉTODO DE DENSIDAD ÓPTIMA

3.4.1.1. Parámetros de diseño

• Resistencia a la compresión especificada: Es la resistencia a la compresión que

se impone el calculista, para esta investigación tiene un valor de f´c = 210 Kg/cm2.

• Resistencia a la compresión requerida: Es la resistencia promedio necesaria

para el diseño de una mezcla, y se define como la resistencia especificada

mayorada. Este valor se encuentra en función de varios constituyentes: las

condiciones de inspección de obra, el personal disponible, maquinaria a

emplearse, entre otros.

El valor empleado para la resistencia a la compresión característica se determinó

en función al grado de control de calidad excelente en la obra correspondiente al

1.1 de la resistencia especificada (Huerta, 2013, pág. 6).

• Relación agua/cemento: La relación agua/cemento se elige en función a la

resistencia a la compresión que se desea obtener a los 28 días.

92

Resistencia a

compresión a

los 28 días

(MPa)

Relación

agua/cemento

(w/c)

45 0.37

42 0.40

40 0.42

35 0.47

32 0.51

30 0.52

28 0.53

25 0.56

24 0.57

21 0.58

18 0.62

15 0.70

Tabla 35. Relación agua/cemento en base a la resistencia a la compresión del hormigón

Fuente: (MESTANZA José, Laboratorio de ensayo de materiales U.C.E. , 2017)

• Asentamiento: Para obtener un hormigón trabajable se elige una consistencia

blanda con un asentamiento de (6 a 9) cm.

• Condición de exposición ambiental: Normal

• Cemento a utilizarse: Holcim tipo GU

93

3.4.1.2. Procedimiento de diseño

• Densidad real de la mezcla (D.R.M.)

D.R.M. = DAsss ∗ %A.A.

100 +

DRsss ∗ %A.R.

100

Ecuación 13. Densidad real de la mezcla

Donde: DAsss = Peso específico arena

%A.A. = Porcentaje aparente de arena

DRsss = Peso específico ripio

%A.R. = Porcentaje aparente de ripio

• Porcentaje óptimo de vacíos (%O.V.)

% O. V. = (D.R.M. − D.Om.) ∗ 100

D.R.M.

Ecuación 14. Porcentaje óptimo de vacíos

Donde: D.R.M. = Densidad real de la mezcla

D.Om. = Densidad óptima

• Cantidad de pasta (C.P.)

La cantidad de pasta se selecciona en función del asentamiento del hormigón.

94

Asentamiento (cm) Cantidad de pasta (%)

0-3 %O.V. + 2% + 3 % (%O.V.)

3-6 %O.V. + 2% + 6 % (%O.V.)

6-9 %O.V. + 2% + 8 % (%O.V.)

9-12 %O.V. + 2% + 11 % (%O.V.)

12-15 %O.V. + 2% + 13 % (%O.V.)

Tabla 36. Cantidad de pasta en función del asentamiento del hormigón

Fuente: (Garzón, 2010)

C.P. = %O. V. +2% + 8% (%O. V. )

Ecuación 15. Cantidad de pasta

Donde: %O.V. = Porcentaje óptimo de vacíos

• Cantidad de cemento (C)

𝐂 = C. P. ∗ 10

wc +

1D. C.

Ecuación 16. Cantidad de cemento

Donde: C.P. = Cantidad de pasta

w/c = Relación agua/cemento

D.C. = Densidad del cemento

• Cantidad de agua (W)

W = w

c* C

Ecuación 17. Cantidad de agua

95

Donde: w/c = Relación agua/cemento

C = Cantidad de cemento

• Cantidad de arena (A)

A = (1-C.P.) * DASSS ∗%AA

100

Ecuación 18. Cantidad de arena

• Cantidad de ripio (R)

R = (1-C.P.) * DRSSS ∗%AR

100

Ecuación 19. Cantidad de ripio

• Dosificación inicial

• Corrección por humedad

𝐀𝐫𝐞𝐧𝐚 = (masa de arena) ∗ (100 + % de humedad de la arena

100 + % de absorción de la arena)

Ecuación 20. Corrección por humedad (Arena)

𝐑𝐢𝐩𝐢𝐨 = (masa de ripio) ∗ (100 + % de humedad del ripio

100 + % de absorción del ripio)

Ecuación 21. Corrección por humedad (Ripio)

• Dosificación final

96

3.4.1.3. Dosificación de fibras PET

Se dosifica las fibras PET en función al volumen que estas ocupen dentro de la masa del

concreto, las fibras se añaden en el hormigón entre 0.1% y el 8% de su volumen

(Materia y Producto, 2007), razón por la cual en esta investigación se realizó 4 diseños

de mezclas con la incorporación de fibra PET con valores aleatorios dentro de este

rango.

Los diseños se realizaron con valores de 0%, 0.37%, 0.74%y 1.11% de Fibras PET

correspondiente para cada mezcla, para analizar el comportamiento físico y mecánico

que el hormigón posee con distintas dosificaciones de fibras.

3.4.1.3.1. Dosificación para probetas cilíndricas

Las probetas cilíndricas se utilizan para realizar los ensayos a compresión, tracción y

módulo de elasticidad del hormigón.

Donde:

d = Diámetro de la probeta

H = Altura de la probeta

δ = Densidad del hormigón

No.P.= Número de probetas

%PET= Porcentaje de fibras PET

d

H

M

97

• Volumen de la probeta (V)

V = π∗d2

4∗H

Ecuación 22. Volumen de la probeta cilíndrica

• Masa de cada probeta (M)

M = V * δ

Ecuación 23. Masa de la probeta cilíndrica

• Masa total de las probetas (M.T.)

M.T. = M * No.P.

Ecuación 24. Masa total de las probetas cilíndrica

• Volumen total de las probetas (V.T.)

V.T. = V * No.P.

Ecuación 25. Volumen total de las probeta cilíndrica

• Volumen de fibras PET (V.PET)

V.PET = %PET∗1 m3

100%

Ecuación 26. Volumen de fibras PET

98

• Masa de fibras las PET para 1m3 de hormigón (M.PET)

M.PET = V.PET * δ pet

Ecuación 27. Masa de las fibras PET para 1m3 de hormigón

• Masa total de las fibras PET para las probetas (M.T.PET)

M.T.PET = M.PET * V.T.

Ecuación 28. Masa total de las fibras PET para las probetas cilíndricas

3.4.1.3.2. Dosificación para probetas rectangulares

Las probetas rectangulares son empleadas en el ensayo a flexión del hormigón.

Donde:

L = Longitud de la probeta

b = Base de la probeta


δ = Densidad de la probeta

L

b

H M

99

3.4.1.3.3. Dosificación para probetas cúbicas

Para el ensayo de adherencia se requiere de probetas cúbicas.

• Volumen de la probeta (V)

V = L*b*H

Ecuación 29. Volumen de la probeta rectangular

• Masa de cada probeta (M)

M = V * δ

Ecuación 30. Masa de la probeta rectangular

• Masa total de las probetas (M.T.)

M.T. = M * No.P.

Ecuación 31. Masa total de las probetas rectangulares

Donde:

Lb. = Longitud de la barra

La. = Longitud de anclaje

ϕ = Diámetro de la barra

L = Longitud de la probeta

b = Base de la probeta


ϕ

L

b

H La.

Lb.

100

• Volumen total de las probetas (V.T.)

V.T. = V * No.P.

Ecuación 32Volumen total de las probetas rectangulares

• Masa total de fibras PET para las probetas (M.T.PET)

M.T.PET = M.PET * V.T.

Ecuación 33. Masa total de las fibras PET para las probetas rectangulares

101

3.4.2. DISEÑO DE MEZCLA DE PRUEBA

f’c = 240 Kg/cm2 w/c = 0.57 Asentamiento = (6-9) cm Condición de exposición ambiental: Normal Cemento: Holcim tipo GU

Material

Densidad

aparente

suelta

Densidad

aparente

compactada

Peso

específico

Densidad

óptima

% Aparente

de la mezcla

Tamaño

nominal

máximo

Módulo de

finura

Capacidad

de

absorción

Densidad

del

cemento

Densidad

aparente

del

cemento

D.A.S. D.A.C. Dsss D.Om. %A T.N.M. M.F.

C.A. D.C. D.A.

(g/cm3) (g/cm3) (g/cm3) (g/cm3) (%) (Pulg.) % (g/cm3) (g/cm3)

Ripio 1.37 1.49 2.5 1.83

64 1

6.79 4.33 2.76 1

Arena 1.56 1.73 2.58 36 3.36 1

Tabla 37. Datos para el diseño de mezcla del homigón por el método de densidad óptima


Densidad real de la mezcla (D.R.M.) Porcentaje óptimo de vacíos (%O.V.) Cantidad de pasta (C.P.)

D.R.M. = DAsss ∗ %A.A.

100 +

DRsss ∗ %A.R.

100 % O. V. =

(D.R.M. − D.Om.) ∗ 100

D.R.M. C.P. = %O. V. +2% + 8% (%O. V. )

D.R.M. = 2580

Kg

m3 ∗36%

100 +

2500Kg

m3∗ %64

100 % O. V. =

(2528.8 Kg

m3 − 1830 Kg

m3) ∗ 100

2528.8 Kg

m3

C.P. = 27.63% + 2% + 8% (27.63%)

D.R.M. = 2528.8 Kg/m3 % O. V. = 27.63% C.P. = 31.84%

102

Cantidad de cemento (C)

𝐂 = C. P. ∗ 10

wc +

1D. C.

𝐂 = 31.84% ∗ 10

0.57 +1

2.76

𝐂 = 341.56 Kg/m3

Cantidad de agua (W)

W = w

c * C

W = 0.57 * 341.56 Kg/m3

W = 194.69 Kg/m3

Cantidad de arena (A)

A = (1-C.P.) * DASSS ∗%AA

100

A = (1-0.318) * 2580

Kg

m3 ∗36%

100

A = 633.44 Kg/m3

Cantidad de ripio (R)

R = (1-C.P.) * DRSSS ∗%AR

100

R = (1-0.318) * 2500

Kg

m3 ∗64%

100

R = 1090.20 Kg/m3

103

Dosificación inicial

Material Cantidad en kg por cada Dosificación al Dosificación al

m3 de hormigón peso volumen

W 194.69 0.57 0.57

C 341.56 1.00 1.00

A 633.44 1.85 1.07

R 1090.20 3.19 2.14

Densidad Hormigón 2259.89 Kg/m3

Tabla 38. Dosificación inicial al peso (Mezcla de prueba)


Muestras para ensayos

Mezcla de prueba

Probeta No. de probetas

Masa de cada

probeta (Kg)

Masa total

(Kg) Nombre Detalle

CCS-P Cilindro 10 x 20 9 5 45

Tabla 39. Muestras para ensayos (Mezcla de prueba)


0.57C + 1C + 1.85C + 3.19C = 45 Kg

6.61C = 45 Kg

C = 6.81 Kg

104

Material Dosificación al Dosificación al

peso

Cantidad mezcla de

prueba (Kg) volumen

W 0.57 0.57 3.88

C 1.00 1.00 6.81

A 1.07 1.85 12.6

R 2.14 3.19 21.72

Tabla 40. Cantidad inicial de materiales (Mezcla de pueba)


Corrección por humedad

𝐀𝐫𝐞𝐧𝐚 = (12.60 Kg) ∗ (100 + 0.21

100 + 1.00)

𝐀𝐫𝐞𝐧𝐚 = 12.50 Kg

𝐑𝐢𝐩𝐢𝐨 = (21.72 Kg) ∗ (100 + 1.15

100 + 4.33)

𝐑𝐢𝐩𝐢𝐨 = 21.06 Kg

Dosificación final

Material

Cantidad mezcla

de prueba C.A. C.H. Corrección

Dosificación

al peso

corregida

Cantidad corregida

mezcla de prueba

(Kg) (%) (%) (Kg) (Kg)

W 3.88 - - 0.76 0.68 4.64

C 6.81 - - - 1.00 6.81

A 12.60 1.00 0.21 0.10 1.84 12.50

R 21.72 4.33 1.15 0.66 3.09 21.06

Tabla 41. Cantidad final de materiales (Mezcla de prueba)


105

3.4.3. DISEÑO DE MEZCLA 1 SIN FIBRA




W 194.69 0.57 0.57

C 341.56 1.00 1.00

A 633.44 1.85 1.07

R 1090.20 3.19 2.14


Tabla 42. Dosificación inicial al peso (Mezcla 1 sin fibra)



Mezcla 1 sin fibra

Probeta No. de

probetas

Masa de cada

probeta (Kg)

Masa total

(Kg) Nombre Detalle

CCS-SF Cilindro 10 x 20 15 5 75

CTI-SF Cilindro 15 x 30 3 15 45

CME-SF Cilindro 15 x 30 3 15 45

VF-SF Viga 15 x 15 x 50 3 27 81

CA-SF Cubo 15 x 15 x 15 3 10 30

∑ 276

Tabla 43. Muestras para ensayos (Mezcla 1 sin fibra)


0.57C + 1C + 1.85C + 3.19C = 276 Kg

6.61C = 276 Kg

C = 41.72 Kg

106

Material Dosificación al

volumen Dosificación al

peso

Cantidad mezcla

1 sin fibra (Kg)

W 0.57 0.57 23.78

C 1.00 1.00 41.72

A 1.07 1.85 77.32

R 2.14 3.19 133.19

Tabla 44. Cantidad inicial de materiales (Mezcla 1 sin fibras)



𝐀𝐫𝐞𝐧𝐚 = (77.32 Kg) ∗ (100 + 1.68

100 + 1.00)


𝐑𝐢𝐩𝐢𝐨 = (133.19 Kg) ∗ (100 + 1.17

100 + 4.33)


Dosificación final

Material

Cantidad mezcla 1

sin fibra C.A. C.H. Corrección Dosificación

al peso

corregida

Cantidad corregida

mezcla 1 sin fibra

(Kg) (%) (%) (Kg) (Kg)

W 23.78 - - 3.51 0.65 27.29

C 41.72 - - - 1.00 41.72

A 77.32 1.00 1.68 -0.52 1.87 77.84

R 133.19 4.33 1.17 4.03 3.10 129.16

Tabla 45. Cantidad final de materiales (Mezcla 1 sin fibra)


107

3.4.4. DISEÑO DE MEZCLA 2 CON 0.37% DE FIBRA

Para los diseños de mezclas 2, 3, y 4 se utilizó la misma dosificación empleada en el

diseño de mezcla 1, adicionalmente se incorporó las fibras recicladas PET en distintos

porcentajes, para determinar la influencia de estas fibras en cada diseño de mezclas.




W 194.69 0.57 0.57

C 341.56 1.00 1.00

A 633.44 1.85 1.07

R 1090.20 3.19 2.14


Tabla 46. Dosificación inicial al peso (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)



Mezcla 2 con 0.37% de fibra

Probeta No. de

probetas

Masa de cada

probeta (Kg)

Masa total

(Kg) Nombre Detalle

CCS-0.37% Cilindro 10 x 20 15 5 75

CTI-0.37% Cilindro 15 x 30 3 15 45

CME-0.37% Cilindro 15 x 30 3 15 45

VF-0.37% Viga 15 x 15 x 50 3 27 81

CA-0.37% Cubo 15 x 15 x 15 3 10 30

∑ 276

Tabla 47. Muestras para ensayos (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)


108

0.57C + 1C + 1.85C + 3.19C = 276 Kg

6.61C = 276 Kg

C = 41.72 Kg



peso

Cantidad mezcla 2 con

0.37% de fibra (Kg)

W 0.57 0.57 23.78

C 1.00 1.00 41.72

A 1.07 1.85 77.32

R 2.14 3.19 133.19

Tabla 48. Cantidad inicial de materiales (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)



𝐀𝐫𝐞𝐧𝐚 = (77.32 Kg) ∗ (100 + 1.68

100 + 1.00)


𝐑𝐢𝐩𝐢𝐨 = (133.19 Kg) ∗ (100 + 1.17

100 + 4.33)


Dosificación final

Material

Cantidad

mezcla 2 con

0.37% de fibra

C.A. C.H. Corrección Dosificación

al peso

corregida

Cantidad

corregida mezcla 2

con 0.37% de fibra

(Kg) (%) (%) (Kg) (Kg)

W 23.78 - - 3.51 0.65 27.29

C 41.72 - - - 1.00 41.72

A 77.32 1.00 1.68 -0.52 1.87 77.84

R 133.19 4.33 1.17 4.03 3.10 129.16

Tabla 49. Cantidad final de materiales (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)


109

3.4.4.1. Dosificación de fibras PET para la mezcla 2 con 0.37% de fibra

3.4.4.1.1. Para probetas cilíndricas (Compresión simple)

Dosificación de fibras PET para compresión simple de mezcla 2 con 0.37% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Diámetro

de la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa de

cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras PET

para 1m3

de

hormigón

Masa total

de fibras

PET para

las

probetas

d H V δ M M.T. V.T. δPET %PET V.PET M.PET M.T.PET

(m) (m) (m3) (Kg/m3) (Kg) (Kg) (m3) (Kg/m3) (%) (m3) (Kg) (Kg)

15 0.10 0.20 0.0016 2259.89 3.55 53.25 0.024 1340 0.37 0.0037 4.96 0.117



110

3.4.4.1.2. Para probetas cilíndricas (Módulo de elasticidad)

Dosificación de fibras PET para módulo de elasticidad de mezcla 2 con 0.37% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Diámetro

de la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico de

fibras PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras

PET

para 1m3

de

hormigón

Masa total

de fibras

PET para

las probetas



3 0.15 0.30 0.0053 2259.89 11.98 35.94 0.016 1340 0.37 0.0037 4.96 0.079

Tabla 51. Dosificación de fibras PET para módulo de elasticidad de mezcla 2 con 0.37% de fibra


111

3.4.4.1.3. Para probetas cilíndricas (Tracción indirecta)

Dosificación de fibras PET para tracción indirecta de mezcla 2 con 0.37% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Diámetro

de la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras PET

para 1m3

de

hormigón

Masa total

de fibras

PET para

las

probetas



3 0.15 0.30 0.0053 2259.89 11.98 35.94 0.016 1340 0.37 0.0037 4.96 0.079



112

3.4.4.1.4. Para probetas rectangulares (Flexión)

Dosificación de fibras PET para flexión de mezcla 2 con 0.37% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Longitud

de la

probeta

Base de

la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras

PET para

1m3 de

hormigón

Masa

total de

fibras

PET

para las

probetas

L b H V δ M M.T. V.T. δPET %PET V.PET M.PET M.T.PET

(m) (m) (m) (m3) (Kg/m3) (Kg) (Kg) (m3) (Kg/m3) (%) (m3) (Kg) (Kg)

3 0.50 0.15 0.15 0.0113 2259.89 25.42 76.27 0.034 1340 0.37 0.0037 4.96 0.167

Tabla 53. Dosificación de fibras PET para flexión de mezcla 2 con 0.37% de fibra


113

3.4.4.1.5. Para probetas cúbicas (Adherencia)

Dosificación de fibras PET para adherencia de mezcla 2 con 0.37% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Longitud

de la

probeta

Base de

la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras

PET para

1m3 de

hormigón

Masa

total de

fibras

PET

para las

probetas



3 0.15 0.15 0.15 0.0034 2259.89 7.63 22.88 0.010 1340 0.37 0.0037 4.96 0.050

Tabla 54. Dosificación de fibras PET para adherencia de mezcla 2 con 0.37% de fibra


114

3.4.4.1.6. Masa total de fibras para la mezcla 2

Dosificación de fibras PET para la mezcla 2 con 0.37% de fibra

Ensayos Masa total de fibras PET para la mezcla

(Kg)

Compresión simple 0.117

Módulo de elasticidad 0.079

Tracción indirecta 0.079

Flexión 0.167

Adherencia 0.050

∑ 0.492

Tabla 55. Masa total de fibras para la mezcla 2 con 0.37% de fibra


3.4.5. DISEÑO DE MEZCLA 3 CON 0.74%DE FIBRA




W 194.69 0.57 0.57

C 341.56 1.00 1.00

A 633.44 1.85 1.07

R 1090.20 3.19 2.14


Tabla 56. Dosificación inicial al peso (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)


115


Mezcla 3 con 0.74%de fibra

Probeta No. de

probetas

Masa de cada

probeta (Kg)

Masa total

(Kg) Nombre Detalle

CCS-0.74% Cilindro 10 x 20 15 5 75

CTI-0.74% Cilindro 15 x 30 3 15 45

CME-0.74% Cilindro 15 x 30 3 15 45

VF-0.74% Viga 15 x 15 x 50 3 27 81

CA-0.74% Cubo 15 x 15 x 15 3 10 30

∑ 276

Tabla 57. Muestras para ensayos (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)


0.57C + 1C + 1.85C + 3.19C = 276 Kg

6.61C = 276 Kg

C = 41.72 Kg



peso


0.74% de fibra (Kg)

W 0.57 0.57 23.78

C 1.00 1.00 41.72

A 1.07 1.85 77.32

R 2.14 3.19 133.19

Tabla 58. Cantidad inicial de materiales (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)


116


𝐀𝐫𝐞𝐧𝐚 = (77.32 Kg) ∗ (100 + 1.49

100 + 1.00)


𝐑𝐢𝐩𝐢𝐨 = (133.19 Kg) ∗ (100 + 1.15

100 + 4.33)


Dosificación final

Material

Cantidad

mezcla 3 con

0.74%de fibra


al peso

corregida

Cantidad

corregida mezcla 3

con 0.74%de fibra

(Kg) (%) (%) (Kg) (Kg)

W 23.78 - - 3.68 0.66 27.46

C 41.72 - - - 1.00 41.72

A 77.32 1.00 1.49 -0.38 1.86 77.70

R 133.19 4.33 1.15 4.06 3.10 129.13

Tabla 59. Cantidad final de materiales (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)


117

3.4.5.1. Dosificación de fibras PET para la mezcla 3 con 0.74%de fibra


Dosificación de fibras PET para compresión simple de mezcla 3 con 0.74%de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Diámetro

de la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras PET

para 1m3

de

hormigón

Masa total

de fibras

PET para

las

probetas



15 0.10 0.20 0.0016 2259.89 3.55 53.25 0.024 1340 0.74 0.0074 9.92 0.234

Tabla 60. Dosificación de fibras PET para compresión simple de mezcla 3 con 0.74%de fibra


118


Dosificación de fibras PET para módulo de elasticidad de mezcla 3 con 0.74%de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Diámetro

de la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa de

cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras PET

para 1m3

de

hormigón

Masa total

de fibras

PET para

las

probetas



3 0.15 0.30 0.0053 2259.89 11.98 35.94 0.016 1340 0.74 0.0074 9.92 0.158

Tabla 61. Dosificación de fibras PET para módulo de elasticidad de mezcla 3 con 0.74%de fibra


119


Dosificación de fibras PET para tracción indirecta de mezcla 3 con 0.74%de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Diámetro

de la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa de

cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras PET

para 1m3

de

hormigón

Masa total

de fibras

PET para

las

probetas



3 0.15 0.30 0.0053 2259.89 11.98 35.94 0.016 1340 0.74 0.0074 9.92 0.158

Tabla 62. Dosificación de fibras PET para tracción indirecta de mezcla 3 con 0.74%de fibra


120


Dosificación de fibras PET para flexión de mezcla 3 con 0.74%de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Longitud

de la

probeta

Base de

la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras

PET para

1m3 de

hormigón

Masa

total de

fibras

PET

para las

probetas



3 0.50 0.15 0.15 0.0113 2259.89 25.42 76.27 0.034 1340 0.74 0.0074 9.92 0.335

Tabla 63. Dosificación de fibras PET para flexión de mezcla 3 con 0.74%de fibra


121


Dosificación de fibras PET para adherencia de mezcla 3 con 0.74%de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Longitud

de la

probeta

Base de

la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras

PET para

1m3 de

hormigón

Masa

total de

fibras

PET para

las

probetas



3 0.15 0.15 0.15 0.0034 2259.89 7.63 22.88 0.010 1340 0.74 0.0074 9.92 0.100

Tabla 64. Dosificación de fibras PET para adherencia de mezcla 3 con 0.74%de fibra


122

3.4.5.1.6. Masa total de fibras para la mezcla 3

Dosificación de fibras PET para la mezcla 3 con 0.74%de fibra


(Kg)




Flexión 0.335

Adherencia 0.100

∑ 0.985

Tabla 65. Masa total de fibras para la mezcla 3 con 0.74%de fibra


3.4.6. DISEÑO DE MEZCLA 4 CON 1.11% DE FIBRA




W 194.69 0.57 0.57

C 341.56 1.00 1.00

A 633.44 1.85 1.07

R 1090.20 3.19 2.14


Tabla 66. Dosificación inicial al peso (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)


123


Mezcla 4 con 1.11% de fibra

Probeta No. de

probetas

Masa de cada

probeta (Kg)

Masa total

(Kg) Nombre Detalle

CCS-1.11% Cilindro 10 x 20 15 5 75

CTI-1.11% Cilindro 15 x 30 3 15 45

CME-1.11% Cilindro 15 x 30 3 15 45

VF-1.11% Viga 15 x 15 x 50 3 27 81

CA-1.11% Cubo 15 x 15 x 15 3 10 30

∑ 276

Tabla 67. Muestras para ensayos (Mezcla 4 con 1.11%de fibra)


0.57C + 1C + 1.85C + 3.19C = 276 Kg

6.61C = 276 Kg

C = 41.72 Kg



peso


1.11% de fibra (Kg)

W 0.57 0.57 23.78

C 1.00 1.00 41.72

A 1.07 1.85 77.32

R 2.14 3.19 133.19

Tabla 68. Cantidad inicial de materiales (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)


124


𝐀𝐫𝐞𝐧𝐚 = (77.32 Kg) ∗ (100 + 1.49

100 + 1.00)


𝐑𝐢𝐩𝐢𝐨 = (133.19 Kg) ∗ (100 + 1.15

100 + 4.33)


Dosificación final

Material

Cantidad mezcla 4

con 1.11% de

fibra


al peso

corregida

Cantidad corregida

mezcla 4 con 1.11%

de fibra

(Kg) (%) (%) (Kg) (Kg)

W 23.78 - - 3.68 0.66 27.46

C 41.72 - - - 1.00 41.72

A 77.32 1.00 1.49 -0.38 1.86 77.70

R 133.19 4.33 1.15 4.06 3.10 129.13

Tabla 69. Cantidad final de materiales (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)


125

3.4.6.1. Dosificación de fibras PET para la mezcla 4 con 1.11% de fibra


Dosificación de fibras PET para compresión simple de mezcla 4 con 1.11% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Diámetro

de la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa de

cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras PET

para 1m3

de

hormigón

Masa total

de fibras

PET para

las

probetas



15 0.10 0.20 0.0016 2259.89 3.55 53.25 0.024 1340 1.11 0.0111 14.87 0.350



126


Dosificación de fibras PET para módulo de elasticidad de mezcla 4 con 1.11% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Diámetro

de la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras PET

para 1m3

de

hormigón

Masa total

de fibras

PET para

las

probetas



3 0.15 0.30 0.0053 2259.89 11.98 35.94 0.016 1340 1.11 0.0111 14.87 0.237

Tabla 71. Dosificación de fibras PET para módulo de elasticidad de mezcla 4 con 1.11% de fibra


127


Dosificación de fibras PET para tracción indirecta de mezcla 4 con 1.11% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Diámetro

de la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras PET

para 1m3

de

hormigón

Masa total

de fibras

PET para

las

probetas



3 0.15 0.30 0.0053 2259.89 11.98 35.94 0.016 1340 1.11 0.0111 14.87 0.237



128


Dosificación de fibras PET para flexión de mezcla 4 con 1.11% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Longitud

de la

probeta

Base de

la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras

PET para

1m3 de

hormigón

Masa

total de

fibras

PET

para las

probetas



3 0.50 0.15 0.15 0.0113 2259.89 25.42 76.27 0.034 1340 1.11 0.0111 14.87 0.502

Tabla 73. Dosificación de fibras PET para flexión de mezcla 4 con 1.11% de fibra


129


Dosificación de fibras PET para adherencia de mezcla 4 con 1.11% de fibra

Número

de

probetas

(No.P.)

Longitud

de la

probeta

Base de

la

probeta

Altura

de la

probeta

Volumen

de la

probeta

Densidad

del

hormigón

Masa

de cada

probeta

Masa

total de

las

probetas

Volumen

total de

las

probetas

Peso

específico

de fibras

PET

Porcentaje

de fibras

PET

Volumen

de fibras

PET

Masa de

fibras

PET para

1m3 de

hormigón

Masa

total de

fibras

PET para

las

probetas



3 0.15 0.15 0.15 0.0034 2259.89 7.63 22.88 0.010 1340 1.11 0.0111 14.87 0.151

Tabla 74. Dosificación de fibras PET para adherencia de mezcla 4 con 1.11% de fibra


130

3.4.6.1.6. Masa Total de Fibras para la Mezcla 4

Dosificación de fibras PET para la mezcla 4 con 1.11% de fibra


(Kg)




Flexión 0.502

Adherencia 0.151

∑ 1.477

Tabla 75. Masa total de fibras para la mezcla 4 con 1.11% de fibra


3.5. INTERPRETACIÓN COMPARATIVA DE RESULTADOS

3.5.1. PROPIEDADES FÍSICAS

3.5.1.1. Consistencia

Mezcla Asentamiento

(cm)

Prueba 7.50

1 sin fibra 7.50

2 con 0.37% de fibra 5.50



Tabla 76. Consistencia de las mezclas


131

Los valores de asentamiento de las mezclas muestran una disminución de su valor, a

medida que aumenta el porcentaje de fibras en las mezclas.

Hay que tener en cuenta que la disminución de este valor es producto de la unión que

produce la fibra con la mezcla, debido a que estas mantienen compacta la mezcla.

3.5.1.2. Trabajabilidad

Mezcla Trabajabilidad

Prueba Buena

1 sin fibra Buena

2 con 0.37% de fibra Media

3 con 0.74%de fibra Media

4 con 1.11% de fibra Media

Tabla 77. Trabajabilidad de las mezclas


El aumento de las fibras PET en el hormigón provoca que la mezcla no presente una

buena trabajabilidad.

3.5.1.3. Cohesión

Tabla 78. Cohesión de las mezclas


Mezcla Cohesión

Prueba Buena

1 sin fibra Buena

2 con 0.37% de fibra Buena

3 con 0.74%de fibra Buena

4 con 1.11% de fibra Muy Buena

132

3.5.1.4. Homogeneidad

Mezcla Homogeneidad

Prueba Buena

1 sin fibra Buena


3 con 0.74%de fibra Buena


Tabla 79. Homogeneidad de las mezclas


133

3.5.2. PROPIEDADES MECÁNICAS

3.5.2.1. Ensayo para determinar la resistencia a la compresión simple

Ilustración 62. Probetas a ensayar (Compresión simple)


Ilustración 63. Compresión simple


134

Resistencia a la compresión simple (Mezcla de prueba)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia

cm cm² cm² cm cm³ cm³ g g/cm³ Kg Kg/cm² Kg/cm² Kg/cm² %

Edad: 7 Días

CCS-P-

7-01 26/06/2017 03/07/2017

10.30 83.32

83.86

19.90 1668.91

1668.91 3969.60 2.38 13710.00 163.48

162.99 ± 2.66

68.12 10.40 84.95 19.90 1668.91

10.30 83.32 19.90 1668.91

CCS-P-

7-02 26/06/2017 03/07/2017

10.30 83.32

83.32

20.10 1674.79

1674.79 3994.10 2.38 13780.00 165.38 68.91 10.30 83.32 20.10 1674.79

10.30 83.32 20.10 1674.79

CCS-P-

7-03 26/06/2017 03/07/2017

10.40 84.95

85.50

19.80 1692.82

1698.52 3975.50 2.34 13690.00 160.12 66.72 10.50 86.59 19.90 1701.37

10.40 84.95 19.90 1701.37

Tabla 80. Compresión simple a los 7 días (Mezcla de prueba)


135


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 14 Días

CCS-P-

14-01 26/06/2017 10/07/2017

10.40 84.95

84.95

19.90 1690.48

1687.65 3989.00 2.36 16860.00 198.47

200.31 ± 1.59

82.70 10.40 84.95 19.80 1681.98

10.40 84.95 19.90 1690.48

CCS-P-

14-02 26/06/2017 10/07/2017

10.40 84.95

83.86

20.10 1685.68

1685.68 3841.00 2.28 16870.00 201.16 83.82 10.30 83.32 20.10 1685.68

10.30 83.32 20.10 1685.68

CCS-P-

14-03 26/06/2017 10/07/2017

10.50 86.59

84.95

19.90 1690.58

1699.08 3926.50 2.31 17100.00 201.29 83.87 10.30 83.32 20.10 1707.57

10.40 84.95 20.00 1699.08



136


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 28 Días

CCS-P-

28-01 26/06/2017 24/07/2017

10.40 84.95

84.95

19.80 1681.98

1715.96 3979.00 2.32 20160.00 237.32

240.52 ± 2.81

98.88 10.40 84.95 20.80 1766.93

10.40 84.95 20.00 1698.97

CCS-P-

28-02 26/06/2017 24/07/2017

10.20 81.71

82.25

19.90 1636.77

1631.28 3989.70 2.45 19950.00 242.55 101.06 10.30 83.32 19.70 1620.32

10.20 81.71 19.90 1636.77

CCS-P-

28-03 26/06/2017 24/07/2017

10.30 83.32

83.86

19.80 1660.52

1671.71 3909.90 2.34 20270.00 241.70 100.71 10.30 83.32 20.00 1677.30

10.40 84.95 20.00 1677.30



137

Resistencia a la compresión simple (Mezcla 1 sin fibra)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 7 Días

CCS-

SF-7-01 04/07/2017 11/07/2017

10.30 83.32

83.86

20.00 1677.30

1674.50 3988.50 2.38 13910.00 165.86

166.83 ± 3.20

69.11 10.30 83.32 19.90 1668.91

10.40 84.95 20.00 1677.30

CCS-

SF-7-02 04/07/2017 11/07/2017

10.40 84.95

84.41

19.80 1671.25

1674.07 3991.70 2.38 14380.00 170.37 70.99 10.30 83.32 19.80 1671.25

10.40 84.95 19.90 1679.69

CCS-

SF-7-03 04/07/2017 11/07/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1661.01 3942.60 2.37 13690.00 164.29 68.45 10.30 83.32 19.90 1658.23

10.40 84.95 19.90 1658.23

CCS-

SF-7-04 04/07/2017 11/07/2017

10.40 84.95

81.20

20.00 1624.05

1621.34 3922.20 2.42 13810.00 170.07 70.86 10.10 80.12 20.00 1624.05

10.00 78.54 19.90 1615.93

CCS-

SF-7-05 04/07/2017 11/07/2017

10.40 84.95

83.87

19.90 1669.01

1666.22 3928.20 2.36 13720.00 163.59 68.16 10.20 81.71 19.80 1660.63

10.40 84.95 19.90 1669.01

Tabla 83. Compresión simple a los 7 días (Mezcla 1 sin fibra)


138


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 14 Días

CCS-

SF-14-

01

04/07/2017 18/07/2017

10.30 83.32

81.72

20.00 1634.36

1626.19 3969.60 2.44 16320.00 199.71

199.04 ± 3.10

83.21 10.20 81.71 19.80 1618.02

10.10 80.12 19.90 1626.19

CCS-

SF-14-

02

04/07/2017 18/07/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1658.23 3994.10 2.41 16570.00 198.85 82.86 10.40 84.95 19.80 1649.90

10.30 83.32 19.90 1658.23

CCS-

SF-14-

03

04/07/2017 18/07/2017

10.10 80.12

82.80

20.00 1655.93

1653.17 3975.50 2.40 16150.00 195.06 81.27 10.30 83.32 19.90 1647.65

10.40 84.95 20.00 1655.93

CCS-

SF-14-

04

04/07/2017 18/07/2017

10.30 83.32

83.86

19.80 1660.52

1668.91 3999.40 2.40 17077.00 203.63 84.84 10.40 84.95 20.00 1677.30

10.30 83.32 19.90 1668.91

CCS-

SF-14-

05

04/07/2017 18/07/2017

10.20 81.71

82.79

20.00 1655.83

1647.55 3917.70 2.38 16390.00 197.97 82.49 10.20 81.71 19.80 1639.27

10.40 84.95 19.90 1647.55



139


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 28 Días

CCS-

SF-28-

01

04/07/2017 01/08/2017

10.20 81.71

83.33

19.90 1658.23

1658.23 3918.50 2.36 20300.00 243.62

244.91 ± 3.22

101.51 10.30 83.32 19.80 1649.90

10.40 84.95 20.00 1666.56

CCS-

SF-28-

02

04/07/2017 01/08/2017

10.20 81.71

82.79

20.00 1655.83

1647.55 3942.30 2.39 20050.00 242.17 100.91 10.20 81.71 19.80 1639.27

10.40 84.95 19.90 1647.55

CCS-

SF-28-

03

04/07/2017 01/08/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1658.23 3979.30 2.40 20260.00 243.14 101.31 10.40 84.95 19.80 1649.90

10.30 83.32 19.90 1658.23

CCS-

SF-28-

04

04/07/2017 01/08/2017

10.40 84.95

84.41

20.00 1688.13

1685.32 3919.70 2.33 20710.00 245.36 102.23 10.30 83.32 19.90 1679.69

10.40 84.95 20.00 1688.13

CCS-

SF-28-

05

04/07/2017 01/08/2017

10.30 83.32

83.86

20.00 1677.30

1668.91 3907.10 2.34 20990.00 250.28 104.28 10.30 83.32 19.80 1660.52

10.40 84.95 19.90 1668.91



140

Resistencia a la compresión simple (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 7 Días

CCS-

0.37%-

7-01

04/07/2017 11/07/2017

10.30 83.32

82.79

20.20 1672.28

1664.00 3869.20 2.33 10060.00 121.52

121.50 ± 3.15

50.63 10.20 81.71 20.10 1664.00

10.30 83.32 20.00 1655.72

CCS-

0.37%-

7-02

04/07/2017 11/07/2017

10.30 83.32

83.33

19.80 1649.90

1649.90 3899.30 2.36 9970.00 119.65 49.85 10.20 81.71 19.80 1649.90

10.40 84.95 19.80 1649.90

CCS-

0.37%-

7-03

04/07/2017 11/07/2017

10.10 80.12

80.65

20.00 1613.00

1604.93 3885.50 2.42 10090.00 125.11 52.13 10.20 81.71 19.90 1604.93

10.10 80.12 19.80 1596.87

CCS-

0.37%-

7-04

04/07/2017 11/07/2017

10.20 81.71

83.87

20.10 1685.79

1677.40 3899.40 2.32 9840.00 117.32 48.89 10.40 84.95 20.00 1677.40

10.40 84.95 19.90 1669.01

CCS-

0.37%-

7-05

04/07/2017 11/07/2017

10.40 84.95

84.41

20.00 1688.13

1693.76 3900.50 2.30 10460.00 123.92 51.63 10.30 83.32 20.00 1688.13

10.40 84.95 20.20 1705.02

Tabla 86. Compresión simple a los 7 días (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)


141


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 14 Días

CCS-

0.37%-

14-01

04/07/2017 18/07/2017

10.30 83.32

83.86

19.90 1668.91

1666.11 3880.70 2.33 10630.00 126.75

131.11 ± 2.71

52.81 10.40 84.95 19.80 1660.52

10.30 83.32 19.90 1668.91

CCS-

0.37%-

14-02

04/07/2017 18/07/2017

10.20 81.71

82.79

20.00 1655.83

1647.55 3860.10 2.34 10780.00 130.21 54.25 10.40 84.95 19.80 1639.27

10.20 81.71 19.90 1647.55

CCS-

0.37%-

14-03

04/07/2017 18/07/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1663.78 3867.30 2.32 11070.00 132.85 55.35 10.30 83.32 19.90 1658.23

10.40 84.95 20.00 1666.56

CCS-

0.37%-

14-04

04/07/2017 18/07/2017

10.10 80.12

82.80

19.80 1639.37

1642.13 3896.40 2.37 11040.00 133.34 55.56 10.40 84.95 19.80 1639.37

10.30 83.32 19.90 1647.65

CCS-

0.37%-

14-05

04/07/2017 18/07/2017

10.20 81.71

82.79

20.00 1655.83

1647.55 3842.70 2.33 10960.00 132.38 55.16 10.20 81.71 19.80 1639.27

10.40 84.95 19.90 1647.55



142


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 28 Días

CCS-

0.37%-

28-01

04/07/2017 01/08/2017

10.20 81.71

83.33

19.80 1649.90

1652.67 3810.20 2.31 16870.00 202.45

197.82 ± 3.95

84.36 10.30 83.32 19.80 1649.90

10.40 84.95 19.90 1658.23

CCS-

0.37%-

28-02

04/07/2017 01/08/2017

10.20 81.71

82.79

20.00 1655.83

1647.55 3820.20 2.32 16700.00 201.71 84.05 10.20 81.71 19.80 1639.27

10.40 84.95 19.90 1647.55

CCS-

0.37%-

28-03

04/07/2017 01/08/2017

10.10 80.12

82.80

20.00 1655.93

1647.65 3842.40 2.33 16130.00 194.81 81.17 10.40 84.95 19.80 1639.37

10.30 83.32 19.90 1647.65

CCS-

0.37%-

28-04

04/07/2017 01/08/2017

10.20 81.71

82.79

20.00 1655.83

1653.07 3844.50 2.33 16080.00 194.22 80.93 10.20 81.71 19.90 1647.55

10.40 84.95 20.00 1655.83

CCS-

0.37%-

28-05

04/07/2017 01/08/2017

10.20 81.71

83.87

19.80 1660.63

1663.42 3928.00 2.36 16430.00 195.90 81.62 10.40 84.95 19.80 1660.63

10.40 84.95 19.90 1669.01



143

Resistencia a la compresión simple (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 7 Días

CCS-

0.74%-

7-01

06/07/2017 13/07/2017

10.30 83.32

84.41

19.90 1679.69

1676.88 3878.20 2.31 11182.90 132.49

134.03 ± 2.87

55.20 10.40 84.95 19.80 1671.25

10.40 84.95 19.90 1679.69

CCS-

0.74%-

7-02

06/07/2017 13/07/2017

10.20 81.71

82.79

19.90 1647.55

1644.79 3789.50 2.30 11307.70 136.58 56.91 10.20 81.71 19.80 1639.27

10.40 84.95 19.90 1647.55

CCS-

0.74%-

7-03

06/07/2017 13/07/2017

10.40 84.95

83.87

20.00 1677.40

1671.81 3882.00 2.32 11533.10 137.51 57.30 10.20 81.71 19.90 1669.01

10.40 84.95 19.90 1669.01

CCS-

0.74%-

7-04

06/07/2017 13/07/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1658.23 3848.40 2.32 10900.30 130.81 54.50 10.30 83.32 19.80 1649.90

10.40 84.95 19.90 1658.23

CCS-

0.74%-

7-05

06/07/2017 13/07/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1658.23 3738.90 2.25 11062.20 132.75 55.31 10.30 83.32 19.80 1649.90

10.40 84.95 19.90 1658.23

Tabla 89. Compresión simple a los 7 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)


144


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 14 Días

CCS-

0.74%-

14-01

06/07/2017 20/07/2017

10.30 83.32

83.86

20.00 1677.30

1668.91 3822.00 2.29 12450.00 148.45

144.26 ± 2.55

61.86 10.40 84.95 19.80 1660.52

10.30 83.32 19.90 1668.91

CCS-

0.74%-

14-02

06/07/2017 20/07/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1658.23 3742.00 2.26 11970.00 143.65 59.85 10.40 84.95 19.80 1649.90

10.30 83.32 19.90 1658.23

CCS-

0.74%-

14-03

06/07/2017 20/07/2017

10.20 81.71

83.87

20.00 1677.40

1674.61 3882.00 2.32 12120.00 144.51 60.21 10.40 84.95 19.90 1669.01

10.40 84.95 20.00 1677.40

CCS-

0.74%-

14-04

06/07/2017 20/07/2017

10.30 83.32

83.86

19.80 1660.52

1668.91 3720.00 2.23 11990.00 142.97 59.57 10.40 84.95 20.00 1677.30

10.30 83.32 19.90 1668.91

CCS-

0.74%-

14-05

06/07/2017 20/07/2017

10.40 84.95

84.95

20.00 1698.97

1690.48 3758.00 2.22 12040.00 141.73 59.06 10.40 84.95 19.80 1681.98

10.40 84.95 19.90 1690.48



145


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 28 Días

CCS-

0.74%-

28-01

06/07/2017 03/08/2017

10.30 83.32

83.86

19.80 1660.52

1668.91 3799.20 2.28 17900.00 213.44

213.03 ± 3.17

88.93 10.30 83.32 20.00 1677.30

10.40 84.95 19.90 1668.91

CCS-

0.74%-

28-02

06/07/2017 03/08/2017

10.20 81.71

82.25

20.00 1644.99

1642.25 3797.80 2.31 17870.00 217.27 90.53 10.20 81.71 19.80 1628.54

10.30 83.32 20.10 1653.22

CCS-

0.74%-

28-03

06/07/2017 03/08/2017

10.20 81.71

83.87

20.00 1677.40

1677.40 3827.30 2.28 17940.00 213.90 89.13 10.40 84.95 20.10 1685.79

10.40 84.95 19.90 1669.01

CCS-

0.74%-

28-04

06/07/2017 03/08/2017

10.20 81.71

82.79

19.80 1639.27

1647.55 3831.10 2.33 17550.00 211.98 88.32 10.20 81.71 19.90 1647.55

10.40 84.95 20.00 1655.83

CCS-

0.74%-

28-05

06/07/2017 03/08/2017 10.40 84.95 83.86 20.10 1685.68 1682.89 3887.30 2.31 17490.00 208.55 86.90



146


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 7 Días

CCS-

1.11%-

7-01

06/07/2017 13/07/2017

10.40 84.95

83.34

19.90 1658.44

1655.66 3898.40 2.35 12430.00 149.15

148.21 ± 3.17

62.15 10.40 84.95 19.80 1650.10

10.10 80.12 19.90 1658.44

CCS-

1.11%-

7-02

06/07/2017 13/07/2017

10.20 81.71

82.79

2.00 165.58

1161.84 3795.80 3.27 12070.00 145.79 60.75 10.20 81.71 20.20 1672.39

10.40 84.95 19.90 1647.55

CCS-

1.11%-

7-03

06/07/2017 13/07/2017

10.30 83.32

82.79

20.00 1655.72

1650.20 3982.40 2.41 11940.00 144.23 60.09 10.20 81.71 19.90 1647.45

10.30 83.32 19.90 1647.45

CCS-

1.11%-

7-04

06/07/2017 13/07/2017

10.20 81.71

82.25

20.00 1644.99

1642.25 3995.40 2.43 12510.00 152.10 63.37 10.20 81.71 20.00 1644.99

10.30 83.32 19.90 1636.77

CCS-

1.11%-

7-05

06/07/2017 13/07/2017 10.20 81.71 82.26 20.00 1645.20 1636.97 3929.20 2.40 12320.00 149.77 62.40



147


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 14 Días

CCS-

1.11%-

14-01

06/07/2017 20/07/2017

10.40 84.95

84.41

19.90 1679.69

1682.51 37042.30 22.02 14840.00 175.82

174.62 ± 1.81

73.26 10.40 84.95 20.00 1688.13

10.30 83.32 19.90 1679.69

CCS-

1.11%-

14-02

06/07/2017 20/07/2017

10.30 83.32

83.33

20.00 1666.56

1658.23 3875.10 2.34 14750.00 177.01 73.75 10.20 81.71 19.80 1649.90

10.40 84.95 19.90 1658.23

CCS-

1.11%-

14-03

06/07/2017 20/07/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1663.78 3775.20 2.27 14510.00 174.13 72.55 10.30 83.32 19.90 1658.23

10.40 84.95 20.00 1666.56

CCS-

1.11%-

14-04

06/07/2017 20/07/2017

10.30 83.32

83.86

19.80 1660.52

1666.11 3828.30 2.30 14460.00 172.42 71.84 10.40 84.95 19.80 1660.52

10.30 83.32 20.00 1677.30

CCS-

1.11%-

14-05

06/07/2017 20/07/2017

10.20 81.71 83.87 20.00 1677.40

1674.61 3786.60 2.26 14570.00 173.72 72.38 10.40 84.95

19.80 1660.63

10.40 84.95 20.10 1685.79



148


Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha de

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(σ)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Porcentaje

de

resistencia


Edad: 28 Días

CCS-

1.11%-

28-01

06/07/2017 03/08/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1658.23 3899.30 2.35 19200.00 230.41

227.99 ± 1.60

96.01 10.30 83.32 19.80 1649.90

10.40 84.95 19.90 1658.23

CCS-

1.11%-

28-02

06/07/2017 03/08/2017

10.20 81.71

82.79

20.00 1655.83

1647.55 3799.60 2.31 18930.00 228.65 95.27 10.20 81.71 19.80 1639.27

10.40 84.95 19.90 1647.55

CCS-

1.11%-

28-03

06/07/2017 03/08/2017

10.20 81.71

83.33

20.00 1666.56

1663.78 3779.90 2.27 18970.00 227.65 94.86 10.40 84.95 20.00 1666.56

10.30 83.32 19.90 1658.23

CCS-

1.11%-

28-04

06/07/2017 03/08/2017

10.30 83.32

84.41

20.00 1688.13

1685.32 3780.20 2.24 19120.00 226.52 94.38 10.40 84.95 19.90 1679.69

10.40 84.95 20.00 1688.13

CCS-

1.11%-

28-05

06/07/2017 03/08/2017

10.20 81.71 83.33 19.80 1649.90

1655.45 3757.17 2.27 18890.00 226.69 94.46 10.30 83.32

19.80 1649.90

10.40 84.95 20.00 1666.56



149

Mezcla Tiempo Resistencia a la compresión Simple Porcentaje de Resistencia

(Días) (Kg/cm2) (%)

1 sin fibra

7 166.83 69.51

14 199.04 82.93

28 244.91 102.05

2 con 0.37%

de fibra

7 121.5 50.63

14 131.11 54.63

28 197.82 82.43

3 con 0.74%

de fibra

7 134.03 55.85

14 144.26 60.11

28 213.03 88.76

4 con 1.11%

de fibra

7 148.21 61.75

14 174.62 72.76

28 227.99 95.00

Tabla 95. Resistencia a la compresión simple de las mezclas de hormigón


Gráfico 10. Resistencia a la compresión simple de las mezclas de hormigón


La incorporación de fibras PET en las mezclas reduce la resistencia a compresión

simple conseguida a los 28 días, en un 19.23% para la mezcla 2 con 0.37% de fibra,

13.02% para la mezcla 3 con 0.74%de fibra y en 6.91% para la mezcla 4 con 1.11%

de fibra, con respecto a la mezcla 1 sin porcentaje de fibra.

0

50

100

150

200

250

300

0 5 10 15 20 25 30

Res

iste

nci

a a

la

com

pre

sión

S

imp

le

(KG

/cm

²)

Tiempo (Días)

Resistencia a la Compresión vs Tiempo

Hormigón Sin

Fibra

Hormigón con

0.37% de

Fibra

Hormigón con

0.74% de

Fibra

Hormigón con

1.11% de

Fibra

150

3.5.2.2. Ensayo para determinar el módulo de elasticidad

Ilustración 64. Probetas a ensayar (Módulo de elasticidad)


Ilustración 65. Módulo de elasticidad


151

Módulo de elasticidad de la probeta CME-SF-28-01 (Mezcla 1 sin fibra)

Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 3 1.50 0.57 0.10

2 2000 20000 12 6.00 1.15 0.40

3 3000 30000 24 12.00 1.72 0.81

4 4000 40000 36 18.00 2.29 1.21

5 5000 50000 48 24.00 2.87 1.61

6 6000 60000 58 29.00 3.44 1.95

7 7000 70000 68 34.00 4.01 2.28

8 8000 80000 78 39.00 4.59 2.62

9 9000 90000 88 44.00 5.16 2.95

10 10000 100000 98 49.00 5.74 3.29

11 11000 110000 112 56.00 6.31 3.76

12 12000 120000 124 62.00 6.88 4.16

13 13000 130000 138 69.00 7.46 4.63

14 14000 140000 152 76.00 8.03 5.10

15 15000 150000 168 84.00 8.60 5.64

16 16000 160000 182 91.00 9.18 6.11

17 17000 170000 198 99.00 9.75 6.64

18 18000 180000 212 106.00 10.32 7.11

19 19000 190000 228 114.00 10.90 7.65

20 20000 200000 246 123.00 11.47 8.26

21 21000 210000 260 130.00 12.04 8.72

22 22000 220000 280 140.00 12.62 9.40

23 23000 230000 296 148.00 13.19 9.93

24 24000 240000 316 158.00 13.76 10.60

25 25000 250000 338 169.00 14.34 11.34

Rotura 41920 419200 24.04

Tabla 96. Módulo de elasticidad de la probeta CME-SF-28-01 (Mezcla 1 sin fibra)


Nombre de la probeta: CME-SF-28-01

Diámetro (d) =149mm

Altura (H) = 298mm

Área (A) = 17436.62mm2

152

Gráfico 11. Módulo de elasticidad de la probeta CME-SF-28-01 (Mezcla 1 sin fibra)


0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00

Esf

uer

zo (

MP

a)

Deformación Unitaria (mm/mm*10-4)

Esfuerzo vs Deformación(CME-SF-28-01)

Mezcla 1 Sin Fibras

α

ε0.4σr

σ 0.00005

ε0.5

0.4 σ

Datos:

0.4σr = 9.6 MPa

σ0.00005 = 1.2 MPa

ε0.4σr= 5.6*10-4 mm/mm

E=Tanα =0.4σr-σ0.00005

ϵ0.4σr- 0.00005

E= 16503.02 MPa

153

Módulo de elasticidad de la probeta CME-SF-28-02 (Mezcla 1 sin Fibra)

Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 6 3.00 0.56 0.20

2 2000 20000 12 6.00 1.12 0.40

3 3000 30000 18 9.00 1.68 0.60

4 4000 40000 26 13.00 2.23 0.87

5 5000 50000 34 17.00 2.79 1.14

6 6000 60000 43 21.50 3.35 1.44

7 7000 70000 52 26.00 3.91 1.74

8 8000 80000 62 31.00 4.47 2.07

9 9000 90000 71 35.50 5.03 2.37

10 10000 100000 81 40.50 5.58 2.71

11 11000 110000 90 45.00 6.14 3.01

12 12000 120000 101 50.50 6.70 3.38

13 13000 130000 112 56.00 7.26 3.75

14 14000 140000 123 61.50 7.82 4.11

15 15000 150000 138 69.00 8.38 4.62

16 16000 160000 151 75.50 8.93 5.05

17 17000 170000 169 84.50 9.49 5.65

18 18000 180000 189 94.50 10.05 6.32

19 19000 190000 216 108.00 10.61 7.22

20 20000 200000 240 120.00 11.17 8.03

21 21000 210000 267 133.50 11.73 8.93

22 22000 220000 290 145.00 12.29 9.70

23 23000 230000 311 155.50 12.84 10.40

24 24000 240000 338 169.00 13.40 11.30

25 25000 250000 366 183.00 13.96 12.24

Rotura 41620 416200 23.24





Altura (H) = 299mm

Área (A) = 17907.86mm2

154



0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00

Esf

uer

zo (

MP

a)



Mezcla 1 Sin Fibras

ε0.5

σ 0.00005α

0.4 σ

ε0.4σr

Datos:

0.4σr = 9.30 MPa

σ0.00005 = 1.30 MPa

ε0.4σr= 5.40*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 16319.34 MPa

155

Módulo de elasticidad de la probeta CME-SF-28-03 (Mezcla 1 sin fibra)

Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 4 2.00 0.56 0.13

2 2000 20000 8 4.00 1.12 0.27

3 3000 30000 14 7.00 1.68 0.47

4 4000 40000 20 10.00 2.23 0.67

5 5000 50000 28 14.00 2.79 0.94

6 6000 60000 36 18.00 3.35 1.20

7 7000 70000 44 22.00 3.91 1.47

8 8000 80000 52 26.00 4.47 1.74

9 9000 90000 62 31.00 5.03 2.07

10 10000 100000 72 36.00 5.58 2.41

11 11000 110000 82 41.00 6.14 2.74

12 12000 120000 91 45.50 6.70 3.04

13 13000 130000 102 51.00 7.26 3.41

14 14000 140000 114 57.00 7.82 3.81

15 15000 150000 126 63.00 8.38 4.21

16 16000 160000 141 70.50 8.93 4.72

17 17000 170000 161 80.50 9.49 5.38

18 18000 180000 180 90.00 10.05 6.02

19 19000 190000 201 100.50 10.61 6.72

20 20000 200000 218 109.00 11.17 7.29

21 21000 210000 235 117.50 11.73 7.86

22 22000 220000 249 124.50 12.29 8.33

23 23000 230000 267 133.50 12.84 8.93

24 24000 240000 284 142.00 13.40 9.50

25 25000 250000 306 153.00 13.96 10.23

Rotura 41960 419600 23.43





Altura (H) = 299mm

Área (A) = 17907.86mm2

156



0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00

Esf

uer

zo (

MP

a)



Mezcla 1 Sin Fibras

ε0.5

σ 0.00005

α

0.4 σ

ε0.4σr

Datos:

0.4σr = 9.37 MPa

σ0.00005 = 1.8 MPa

ε0.4σr= 5.2*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 16111.53 MPa

157

Módulo de elasticidad de probeta CME-0.37%-01 (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)

Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 8 4.00 0.58 0.27

2 2000 20000 16 8.00 1.16 0.53

3 3000 30000 26 13.00 1.74 0.87

4 4000 40000 38 19.00 2.33 1.27

5 5000 50000 56 28.00 2.91 1.87

6 6000 60000 72 36.00 3.49 2.40

7 7000 70000 86 43.00 4.07 2.87

8 8000 80000 100 50.00 4.65 3.33

9 9000 90000 118 59.00 5.23 3.93

10 10000 100000 132 66.00 5.81 4.40

11 11000 110000 148 74.00 6.39 4.93

12 12000 120000 162 81.00 6.98 5.40

13 13000 130000 184 92.00 7.56 6.13

14 14000 140000 202 101.00 8.14 6.73

15 15000 150000 224 112.00 8.72 7.47

16 16000 160000 246 123.00 9.30 8.20

17 17000 170000 282 141.00 9.88 9.40

18 18000 180000 314 157.00 10.46 10.47

19 19000 190000 334 167.00 11.04 11.13

20 20000 200000 358 179.00 11.63 11.93

21 21000 210000 391 195.50 12.21 13.03

22 22000 220000 416 208.00 12.79 13.87

23 23000 230000 446 223.00 13.37 14.87

24 24000 240000 470 235.00 13.95 15.67

25 25000 250000 498 249.00 14.53 16.60

ROTURA 36940 369400 21.47


fibra)


Nombre de la probeta: CME-0.37%-28-01


Altura (H) = 300mm

Área (A) = 17203.36mm2

158

Gráfico 14. Módulo de elasticidad de la probeta CME-0.37%-28-01 (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)


0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00

Esf

uer

zo (

MP

a)


Esfuerzo vs Deformación (CME-0.37%-28-01)

Mezcla 2 con 0.37% de Fibras

Datos:

0.4σr = 8.59 MPa

σ0.00005 = 1.1 MPa

ε0.4σr= 7.4*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 10853.65 MPa

ε0.5

σ 0.00005

α

0.4 σ

ε0.4σr

159


Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 6 3.00 0.57 0.20

2 2000 20000 12 6.00 1.13 0.40

3 3000 30000 26 13.00 1.70 0.86

4 4000 40000 36 18.00 2.26 1.20

5 5000 50000 50 25.00 2.83 1.66

6 6000 60000 68 34.00 3.40 2.26

7 7000 70000 82 41.00 3.96 2.72

8 8000 80000 96 48.00 4.53 3.19

9 9000 90000 112 56.00 5.09 3.72

10 10000 100000 128 64.00 5.66 4.25

11 11000 110000 144 72.00 6.22 4.78

12 12000 120000 162 81.00 6.79 5.38

13 13000 130000 184 92.00 7.36 6.11

14 14000 140000 202 101.00 7.92 6.71

15 15000 150000 224 112.00 8.49 7.44

16 16000 160000 250 125.00 9.05 8.31

17 17000 170000 282 141.00 9.62 9.37

18 18000 180000 310 155.00 10.19 10.30

19 19000 190000 334 167.00 10.75 11.10

20 20000 200000 358 179.00 11.32 11.89

21 21000 210000 386 193.00 11.88 12.82

22 22000 220000 410 205.00 12.45 13.62

23 23000 230000 446 223.00 13.02 14.82

24 24000 240000 480 240.00 13.58 15.95

25 25000 250000 510 255.00 14.15 16.94

Rotura 36310 363100 20.55

Tabla 100. Módulo de elasticidad de la probeta CME-0.37%-28-02 (Mezcla 2 con 0.37%

de fibra)




Altura (H) = 301mm

Área (A) = 17671.46mm2

160



0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00

Esf

uer

zo (

MP

a)




Datos:

0.4σr = 8.22 MPa

σ0.00005 = 1.2 MPa

ε0.4σr= 7.1*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 10634.70 MPa

ε0.5

σ 0.00005

α

0.4 σ

ε0.4σr

161


Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 4 2.00 0.57 0.13

2 2000 20000 12 6.00 1.13 0.40

3 3000 30000 22 11.00 1.70 0.73

4 4000 40000 34 17.00 2.26 1.13

5 5000 50000 47 23.50 2.83 1.56

6 6000 60000 61 30.50 3.40 2.03

7 7000 70000 76 38.00 3.96 2.52

8 8000 80000 89 44.50 4.53 2.96

9 9000 90000 103 51.50 5.09 3.42

10 10000 100000 121 60.50 5.66 4.02

11 11000 110000 138 69.00 6.22 4.58

12 12000 120000 158 79.00 6.79 5.25

13 13000 130000 174 87.00 7.36 5.78

14 14000 140000 190 95.00 7.92 6.31

15 15000 150000 210 105.00 8.49 6.98

16 16000 160000 230 115.00 9.05 7.64

17 17000 170000 250 125.00 9.62 8.31

18 18000 180000 270 135.00 10.19 8.97

19 19000 190000 285 142.50 10.75 9.47

20 20000 200000 304 152.00 11.32 10.10

21 21000 210000 324 162.00 11.88 10.76

22 22000 220000 340 170.00 12.45 11.30

23 23000 230000 355 177.50 13.02 11.79

24 24000 240000 376 188.00 13.58 12.49

25 25000 250000 400 200.00 14.15 13.29

Rotura 36120 361200 20.44


de fibra)


Nombre de la probeta: CME-0.37%-03


Altura (H) = 301mm

Área (A) = 17671.46mm2

162



0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00

Esf

uer

zo (

MP

a)




Datos:

0.4σr = 8.18 MPa

σ0.00005 = 1.3 MPa

ε0.4σr= 6.6*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 11271.96 MPa

ε0.5

σ 0.00005

α

0.4 σ

ε0.4σr

163

Módulo de elasticidad de la probeta CME-0.74%-28-01 (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)

Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 4 2.00 0.57 0.13

2 2000 20000 12 6.00 1.13 0.40

3 3000 30000 22 11.00 1.70 0.73

4 4000 40000 32 16.00 2.26 1.06

5 5000 50000 44 22.00 2.83 1.46

6 6000 60000 56 28.00 3.40 1.86

7 7000 70000 70 35.00 3.96 2.33

8 8000 80000 82 41.00 4.53 2.72

9 9000 90000 96 48.00 5.09 3.19

10 10000 100000 108 54.00 5.66 3.59

11 11000 110000 122 61.00 6.22 4.05

12 12000 120000 136 68.00 6.79 4.52

13 13000 130000 150 75.00 7.36 4.98

14 14000 140000 164 82.00 7.92 5.45

15 15000 150000 182 91.00 8.49 6.05

16 16000 160000 202 101.00 9.05 6.71

17 17000 170000 216 108.00 9.62 7.18

18 18000 180000 236 118.00 10.19 7.84

19 19000 190000 254 127.00 10.75 8.44

20 20000 200000 270 135.00 11.32 8.97

21 21000 210000 288 144.00 11.88 9.57

22 22000 220000 308 154.00 12.45 10.23

23 23000 230000 330 165.00 13.02 10.96

24 24000 240000 350 175.00 13.58 11.63

25 25000 250000 370 185.00 14.15 12.29

Rotura 38380 383800 21.72

Tabla 102. Módulo de elasticidad de la probeta CME-0.74%-28-01 (Mezcla 3 con

0.74%de fibra)




Altura (H) = 301mm

Área (A) = 17671.46mm2

164



0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00

Esf

uer

zo (

MP

a)




Datos:

0.4σr = 8.69 MPa

σ0.00005 = 1.3 MPa

ε0.4σr= 6.26*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 12825.44 MPa

ε0.5

σ 0.00005α

0.4 σ

ε0.4σr

165


Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 4 2.00 0.56 0.13

2 2000 20000 10 5.00 1.12 0.33

3 3000 30000 22 11.00 1.68 0.73

4 4000 40000 32 16.00 2.23 1.07

5 5000 50000 46 23.00 2.79 1.53

6 6000 60000 56 28.00 3.35 1.87

7 7000 70000 70 35.00 3.91 2.33

8 8000 80000 82 41.00 4.47 2.73

9 9000 90000 94 47.00 5.03 3.13

10 10000 100000 108 54.00 5.58 3.60

11 11000 110000 120 60.00 6.14 4.00

12 12000 120000 134 67.00 6.70 4.47

13 13000 130000 150 75.00 7.26 5.00

14 14000 140000 166 83.00 7.82 5.53

15 15000 150000 182 91.00 8.38 6.07

16 16000 160000 196 98.00 8.93 6.53

17 17000 170000 212 106.00 9.49 7.07

18 18000 180000 226 113.00 10.05 7.53

19 19000 190000 242 121.00 10.61 8.07

20 20000 200000 260 130.00 11.17 8.67

21 21000 210000 276 138.00 11.73 9.20

22 22000 220000 292 146.00 12.29 9.73

23 23000 230000 310 155.00 12.84 10.33

24 24000 240000 330 165.00 13.40 11.00

25 25000 250000 350 175.00 13.96 11.67

Rotura 38480 384800 21.49


de fibra)




Altura (H) = 300mm

Área (A) = 17907.86mm2

166



0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00

Esf

uer

zo (

MP

a)




Datos:

0.4σr = 8.60 MPa

σ0.00005 = 1.4 MPa

ε0.4σr= 6.29*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 12426.78 MPa

ε0.5

σ 0.00005α

0.4 σ

ε0.4σr

167


Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 8 4.00 0.58 0.27

2 2000 20000 14 7.00 1.16 0.47

3 3000 30000 26 13.00 1.74 0.87

4 4000 40000 38 19.00 2.33 1.27

5 5000 50000 48 24.00 2.91 1.61

6 6000 60000 60 30.00 3.49 2.01

7 7000 70000 74 37.00 4.07 2.47

8 8000 80000 86 43.00 4.65 2.88

9 9000 90000 100 50.00 5.23 3.34

10 10000 100000 112 56.00 5.81 3.75

11 11000 110000 126 63.00 6.39 4.21

12 12000 120000 140 70.00 6.98 4.68

13 13000 130000 152 76.00 7.56 5.08

14 14000 140000 170 85.00 8.14 5.69

15 15000 150000 186 93.00 8.72 6.22

16 16000 160000 200 100.00 9.30 6.69

17 17000 170000 218 109.00 9.88 7.29

18 18000 180000 234 117.00 10.46 7.83

19 19000 190000 248 124.00 11.04 8.29

20 20000 200000 262 131.00 11.63 8.76

21 21000 210000 280 140.00 12.21 9.36

22 22000 220000 298 149.00 12.79 9.97

23 23000 230000 316 158.00 13.37 10.57

24 24000 240000 334 167.00 13.95 11.17

25 25000 250000 350 175.00 14.53 11.71

Rotura 38220 382200 22.22


fibra)




Altura (H) = 299mm

Área (A) = 17203.36mm2

168

Gráfico 19. Módulo de elasticidad de la probeta CME-0.74%-28-03 (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)


0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00

Esf

uer

zo (

MP

a)




Datos:

0.4σr = 8.89 MPa

σ0.00005 = 1.2 MPa

ε0.4σr= 6.40*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 13028.20 MPa

ε0.5

σ 0.00005α

0.4 σ

ε0.4σr

169

Módulo de Elasticidad de Probeta CME-1.11%-01 (Mezcla 4 con 1.11% de Fibra)

Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 4 4.00 0.57 0.13

2 2000 20000 10 8.00 1.13 0.34

3 3000 30000 18 13.00 1.70 0.60

4 4000 40000 28 19.00 2.26 0.94

5 5000 50000 38 28.00 2.83 1.28

6 6000 60000 50 36.00 3.40 1.68

7 7000 70000 62 43.00 3.96 2.08

8 8000 80000 76 50.00 4.53 2.55

9 9000 90000 90 59.00 5.09 3.02

10 10000 100000 100 66.00 5.66 3.36

11 11000 110000 114 74.00 6.22 3.83

12 12000 120000 128 81.00 6.79 4.30

13 13000 130000 140 92.00 7.36 4.70

14 14000 140000 154 101.00 7.92 5.17

15 15000 150000 170 112.00 8.49 5.70

16 16000 160000 188 123.00 9.05 6.31

17 17000 170000 204 141.00 9.62 6.85

18 18000 180000 220 157.00 10.19 7.38

19 19000 190000 238 167.00 10.75 7.99

20 20000 200000 256 179.00 11.32 8.59

21 21000 210000 276 195.50 11.88 9.26

22 22000 220000 296 208.00 12.45 9.93

23 23000 230000 318 223.00 13.02 10.67

24 24000 240000 338 235.00 13.58 11.34

25 25000 250000 360 249.00 14.15 12.08

Rotura 40270 402700 22.79


de fibra)




Altura (H) = 298mm

Área (A) = 17671.46mm2

170



0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00

Esf

uer

zo (

MP

a)




Datos:

0.4σr = 9.12 MPa

σ0.00005 = 1.4 MPa

ε0.4σr= 6.4*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 13076.72 MPa

ε0.5

σ 0.00005α

0.4 σ

ε0.4σr

171


Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo Deformación unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (Mpa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 2 1.00 0.57 0.07

2 2000 20000 8 4.00 1.13 0.27

3 3000 30000 14 7.00 1.70 0.47

4 4000 40000 22 11.00 2.26 0.73

5 5000 50000 32 16.00 2.83 1.06

6 6000 60000 42 21.00 3.40 1.40

7 7000 70000 52 26.00 3.96 1.73

8 8000 80000 64 32.00 4.53 2.13

9 9000 90000 74 37.00 5.09 2.46

10 10000 100000 86 43.00 5.66 2.86

11 11000 110000 98 49.00 6.22 3.26

12 12000 120000 110 55.00 6.79 3.65

13 13000 130000 122 61.00 7.36 4.05

14 14000 140000 134 67.00 7.92 4.45

15 15000 150000 150 75.00 8.49 4.98

16 16000 160000 166 83.00 9.05 5.51

17 17000 170000 180 90.00 9.62 5.98

18 18000 180000 194 97.00 10.19 6.45

19 19000 190000 210 105.00 10.75 6.98

20 20000 200000 228 114.00 11.32 7.57

21 21000 210000 246 123.00 11.88 8.17

22 22000 220000 260 130.00 12.45 8.64

23 23000 230000 280 140.00 13.02 9.30

24 24000 240000 300 150.00 13.58 9.97

25 25000 250000 322 161.00 14.15 10.70

Rotura 40450 404500 22.89


de fibra)




Altura (H) = 301mm

Área (A) = 17671.46mm2

172

Gráfico 21. Módulo de elasticidad dela probeta CME-1.11%-28-02 (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)


0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00

Esf

uer

zo (

MP

a)




Datos:

0.4σr = 9.16 MPa

σ0.00005 = 1.8 MPa

ε0.4σr= 5.70*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 14146.17 MPa

ε0.5

σ 0.00005

α

0.4 σ

ε0.4σr

173


Número

(No.)

Carga

(P)

Deformímetro

(ΔL) Esfuerzo

Deformación

unitaria

(Kg) (N) Lectura

(mm*10-3)

Lectura real

(mm*10-3) (MPa) (mm/mm*10-4)

0 0 0 0 0.00 0.00 0.00

1 1000 10000 6 3.00 0.57 0.20

2 2000 20000 12 6.00 1.15 0.40

3 3000 30000 20 10.00 1.72 0.67

4 4000 40000 30 15.00 2.29 1.00

5 5000 50000 40 20.00 2.87 1.34

6 6000 60000 51 25.50 3.44 1.71

7 7000 70000 62 31.00 4.01 2.07

8 8000 80000 74 37.00 4.59 2.47

9 9000 90000 86 43.00 5.16 2.88

10 10000 100000 98 49.00 5.74 3.28

11 11000 110000 112 56.00 6.31 3.75

12 12000 120000 126 63.00 6.88 4.21

13 13000 130000 140 70.00 7.46 4.68

14 14000 140000 154 77.00 8.03 5.15

15 15000 150000 172 86.00 8.60 5.75

16 16000 160000 190 95.00 9.18 6.35

17 17000 170000 212 106.00 9.75 7.09

18 18000 180000 233 116.50 10.32 7.79

19 19000 190000 253 126.50 10.90 8.46

20 20000 200000 270 135.00 11.47 9.03

21 21000 210000 288 144.00 12.04 9.63

22 22000 220000 308 154.00 12.62 10.30

23 23000 230000 330 165.00 13.19 11.04

24 24000 240000 350 175.00 13.76 11.71

25 25000 250000 370 185.00 14.34 12.37

Rotura 40770 407700 23.38


de fibra)




Altura (H) = 299mm

Área (A) = 17436.62mm2

174



0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00

Esf

uer

zo (

MP

a)




Datos:

0.4σr = 9.35 MPa

σ0.00005 = 1.4 MPa

ε0.4σr= 6.7*10-4 mm/mm

𝐸=𝑇𝑎𝑛𝛼 =0.4𝜎𝑟−𝜎0.00005

𝜖0.4𝜎𝑟− 0.00005

E= 12826.98 MPa

ε0.5

σ 0.00005α

0.4 σ

ε0.4σr

175

Módulos de elasticidad de las mezclas de hormigón

(Ensayo a los 28 Días)

Hormigón

sin fibras

Hormigón con

0.37% de fibras

Hormigón con

0.74%de fibras

Hormigón con

1.11% de fibras

(MPa) (MPa) (MPa) (MPa)

16311.30 10920.10 12760.14 13349.96

Tabla 108. Módulos de elasticidad de las mezclas de hormigón


Gráfico 23. Módulos de elasticidad de las mezclas de hormigón


Los valores del módulo de elasticidad determinados a los 28 días, disminuyen en un

33.05% para la mezcla 2 con 0.37% de fibra, 21.77% para la mezcla 3 con 0.74%de

fibra y en 18.15% para la mezcla 4 con 1.11% de fibra, con respecto a la mezcla 1 sin

porcentaje de fibra.

0.00

2000.00

4000.00

6000.00

8000.00

10000.00

12000.00

14000.00

16000.00

18000.00

Hormigón sin

Fibras

Hormigón con

0.37% de

Fibras

Hormigón con

0.74% de

Fibras

Hormigón con

1.11% de

Fibras

16311.30

10920.1012760.14 13349.96

Mód

ulo

de

Ela

stic

idad

(M

Pa

)

Diseños de Mezclas de Hormigón

Módulos de Elasticidad de las Mezclas de Hormigón

176

3.5.2.3. Ensayo para determinar la resistencia a la tracción indirecta

Ilustración 66. Probetas a ensayar (Tracción indirecta)


Ilustración 67. Tracción indirecta


177

Resistencia a la tracción indirecta (Mezcla 1 sin fibra)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha del

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Diámetro

promedio

(d.Pr.)

Altura

promedio

(H.Pr.)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(Fti)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

cm cm² cm² cm cm³ cm³ cm³ cm³ g g/cm³ Kg Kg/cm² Kg/cm² Kg/cm²

Edad: 28 Días

CTI-SF-

28-01 04/07/2017 01/08/2017

15.30 183.85

183.06

30.00 5491.66

15.27 29.97 5485.56 12909.70 2.35 16020.00 22.29

22.79 ± 0.57

15.30 183.85 29.90 5473.36

15.20 181.46 30.00 5491.66

CTI-SF-

28-02º 04/07/2017 01/08/2017

15.00 176.71

179.08

30.00 5372.52

15.10 29.93 5360.58 12954.10 2.42 16620.00 23.41 15.20 181.46 29.80 5336.70

15.10 179.08 30.00 5372.52

CTI-SF-

28-03 04/07/2017 01/08/2017

15.30 183.85

186.27

30.20 5625.36

15.40 30.13 5612.94 12030.40 2.14 16530.00 22.68 15.40 186.27 30.10 5606.73

15.50 188.69 30.10 5606.73

Tabla 109. Tracción indirecta a los 28 días (Mezcla 1 sin fibra)


178

Resistencia a la tracción indirecta (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)

Fecha

del

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Diámetro

promedio

(d.Pr.)

Altura

promedio

(H.Pr.)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(Fti)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Esfuerzo

Promedio

(σPr.)

Desviación

Estandar

(s)

cm cm² cm² cm cm³ cm³ cm³ cm³ g g/cm³ Kg Kg/cm² Kg/cm² Kg/cm² Kg/cm² Kg/cm²

Edad: 28 Días

CTI-

0.37%-

28-01

04/07/2017 01/08/2017

15.00 176.71

175.93

29.80 5242.77

14.97 29.90 5260.36 12018.70 2.28 13980.00 19.89

19.79 ± 0.70

15.00 176.71 29.90 5260.36

14.90 174.37 30.00 5277.95

CTI-

0.37%-

28-02

04/07/2017 01/08/2017

15.50 188.69

187.88

30.50 5730.43

15.47 30.40 5711.64 11842.30 2.07 14070.00 19.05 15.50 188.69 30.40 5711.64

15.40 186.27 30.30 5692.85

CTI-

0.37%-

28-03

04/07/2017 01/08/2017

14.80 172.03

172.81

29.70 5132.49

14.83 29.77 5144.01 11879.20 2.31 14180.00 20.45 14.90 174.37 29.80 5149.77

14.80 172.03 29.80 5149.77

Tabla 110. Tracción Indirecta a los 28 días (Mezcla 2 con 0.37% de Fibra)


179

Resistencia a la tracción indirecta (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)

Fecha

del

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Diámetro

promedio

(d.Pr.)

Altura

promedio

(H.Pr.)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(Fti)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Esfuerzo

Promedio

(σPr.)

Desviación

Estandar

(s)


Edad: 28 Días

CTI-

0.74%-

28-01

06/07/2017 03/08/2017

14.90 174.37

172.04

30.40 5229.98

14.80 30.37 5224.25 11018.70 2.11 15810.00 22.40

21.40 ± 0.87

14.70 169.72 30.40 5229.98

14.80 172.03 30.30 5212.78

CTI-

0.74%-

28-02

06/07/2017 03/08/2017

15.50 188.69

187.88

29.90 5617.70

15.47 30.00 5636.49 11842.30 2.10 15150.00 20.79 15.50 188.69 30.00 5636.49

15.40 186.27 30.10 5655.28

CTI-

0.74%-

28-03

06/07/2017 03/08/2017

15.00 176.71

177.50

30.20 5360.58

15.03 30.27 5372.41 11879.20 2.21 15030.00 21.03 15.00 176.71 30.30 5378.33

15.10 179.08 30.30 5378.33

Tabla 111. Tracción indirecta a los 28 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)


180

Resistencia a la tracción indirecta (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)

Fecha

del

ensayo

Diámetro

(d)

Área

(A)

Área

promedio

(A.Pr.)

Altura

(H)

Volumen

(V)

Diámetro

promedio

(d.Pr.)

Altura

promedio

(H.Pr.)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Esfuerzo

(Fti)

Esfuerzo

promedio

(σPr.)

Desviación

estándar

(s)

Esfuerzo

Promedio

(σPr.)

Desviación

Estandar

(s)


Edad: 28 Días

CTI-

1.11%-

28-01

06/07/2017 03/08/2017

15.40 186.27

186.27

29.70 5532.07

15.40 29.83 5556.91 12018.70 2.16 17180.00 23.81

24.44 ± 0.58

15.40 186.27 29.80 5550.70

15.40 186.27 30.00 5587.95

CTI-

1.11%-

28-02

06/07/2017 03/08/2017

15.00 176.71

173.59

30.30 5259.90

14.87 30.27 5254.11 11842.30 2.25 17640.00 24.96 14.80 172.03 30.30 5259.90

14.80 172.03 30.20 5242.54

CTI-

1.11%-

28-03

06/07/2017 03/08/2017

15.30 183.85

180.68

30.00 5420.27

15.17 30.07 5432.31 11879.20 2.19 17590.00 24.56 15.00 176.71 30.10 5438.34

15.20 181.46 30.10 5438.34

Tabla 112. Tracción indirecta a los 28 días (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)


181

Resistencia a la tracción indirecta de las mezclas de hormigón

(Ensayo a los 28 Días)

Hormigón sin

fibras

Hormigón con 0.37%

de fibras

Hormigón con 0.74%

de fibras

Hormigón con 1.11%

de fibras

(Kg/cm2) (Kg/cm2) (Kg/cm2) (Kg/cm2)

22.79 19.79 21.03 24.44

Tabla 113. Resistencia a la tracción indirecta de las mezclas de hormigón


Gráfico 24. Resistencia a la tracción indirecta de las mezclas de hormigón


Los esfuerzos a la tracción indirecta obtenidos a los 28 días para la mezcla 2 con

0.37% de fibra y la mezcla 3 con 0.74%de fibra tuvieron una disminución del 13.16%

y 4.39% respectivamente, con respecto al esfuerzo de la mezcla 1 sin fibra, pero

existió un aumento del 7.24% en la mezcla 4 con 1.11% de fibra en el concreto.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

Hormigón sin

Fibras

Hormigón con

0.37% de

Fibras

Hormigón con

0.74% de

Fibras

Hormigón con

1.11% de

Fibras

22.7919.79 21.03

24.44

Rec

iste

nci

a a

la T

racc

ión

In

dir

ecta

(K

g/c

m2)


Recistencia a la Tracción Indirecta de las Mezclas de

Hormigón

182

3.5.2.4. Ensayo para determinar la resistencia a la flexión

Ilustración 68. Probeta a ensayar (Flexión)


Ilustración 69. Flexión


183

Resistencia a la flexión (Mezcla 1 sin fibra)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha del

Ensayo

Longitud

(L)

Longitud

promedio

(L.Pr.)

Base

(b)

Base

promedio

(B.Pr.)

Altura

(H)

Altura

promedio

(H.Pr.)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Módulo

de

rotura

(M.R.)

Módulo

de rotura

promedio

(M.R.Pr.)

Desviación

estándar

(s)

cm cm cm cm cm cm cm³ g g/cm³ Kg Kg/cm² Kg/cm² Kg/cm²

Edad: 28 Días

VF-SF-

28-01 04/07/2017 01/08/2017

50.00

50.00

15.20

15.17

15.10

15.00 11375.00 26400.00 2.32 3000.00 43.96

43.75 ± 0.41

50.10 15.10 15.00

49.90 15.20 14.90

VF-SF-

28-02 04/07/2017 01/08/2017

50.10

50.13

15.00

15.03

15.30

15.20 11455.80 26600.00 2.32 3050.00 44.02 50.20 15.00 15.20

50.10 15.10 15.10

VF-SF-

28-03 04/07/2017 01/08/2017

49.80

49.83

15.20

15.23

15.30

15.23 11564.05 26500.00 2.29 3070.00 43.28 49.90 15.20 15.20

49.80 15.30 15.20

Tabla 114. Flexión a los 28 días (Mezcla 1 sin fibra)


184

Resistencia a la flexión (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha del

Ensayo

Longitud

(L)

Longitud

promedio

(L.Pr.)

Base

(b)

Base

promedio

(B.Pr.)

Altura

(H)

Altura

promedio

(H.Pr.)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Módulo

de

rotura

(M.R.)

Módulo

de rotura

promedio

(M.R.Pr.)

Desviación

estándar

(s)


Edad: 28 Días

VF-

0.37%-

28-01

04/07/2017 01/08/2017

50.10

50.07

15.10

15.10

15.10

15.10 11415.70 25700.00 2.25 2880.00 41.88

41.83 ± 0.40

50.00 15.10 15.10

50.10 15.10 15.10

VF-

0.37%-

28-02

04/07/2017 01/08/2017

50.20

50.17

15.10

15.07

15.10

15.10 11413.25 25400.00 2.23 2890.00 42.20 50.10 15.10 15.10

50.20 15.00 15.10

VF-

0.37%-

28-03

04/07/2017 01/08/2017

50.20

50.23

14.90

15.10

15.20

15.13 11478.99 25400.00 2.21 2850.00 41.40 50.30 15.30 15.10

50.20 15.10 15.10

Tabla 115. Flexión a los 28 días (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)


185

Resistencia a la flexión (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha del

Ensayo

Longitud

(L)

Longitud

promedio

(L.Pr.)

Base

(b)

Base

promedio

(B.Pr.)

Altura

(H)

Altura

promedio

(H.Pr.)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Módulo

de

rotura

(M.R.)

Módulo

de rotura

promedio

(M.R.Pr.)

Desviación

estándar

(s)


Edad: 28 Días

VF-

0.74%-

28-01

06/07/2017 03/08/2017

50.00

49.90

15.40

15.40

15.10

15.07 11578.13 25200.00 2.18 2700.00 38.54

39.41 ± 0.80

49.80 15.40 15.10

49.90 15.40 15.00

VF-

0.74%-

28-02

06/07/2017 03/08/2017

50.40

50.33

14.90

15.00

15.40

15.27 11526.33 25700.00 2.23 2750.00 39.59 50.40 15.00 15.10

50.20 15.10 15.30

VF-

0.74%-

28-03

06/07/2017 03/08/2017

50.10

50.10

15.10

15.10

14.90

15.00 11347.65 25600.00 2.26 2720.00 40.11 50.10 15.10 15.00

50.10 15.10 15.10

Tabla 116. Flexión a los 28 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)


186

Resistencia a la flexión (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha del

Ensayo

Longitud

(L)

Longitud

promedio

(L.Pr.)

Base

(b)

Base

promedio

(B.Pr.)

Altura

(H)

Altura

promedio

(H.Pr.)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Módulo

de

rotura

(M.R.)

Módulo

de rotura

promedio

(M.R.Pr.)

Desviación

estándar

(s)


Edad: 28 Días

VF-

1.11%-

28-01

06/07/2017 03/08/2017

49.80

49.90

15.10

15.13

15.20

15.30 11553.85 2520.00 0.22 2610.00 36.76

38.51 ± 1.68

49.80 15.20 15.40

50.10 15.10 15.30

VF-

1.11%-

28-02

06/07/2017 03/08/2017

50.10

50.27

15.20

15.00

15.00

14.93 11259.73 2560.00 0.23 2670.00 40.12 50.30 14.80 15.00

50.40 15.00 14.80

VF-

1.11%-

28-03

06/07/2017 03/08/2017

50.10

50.07

14.90

14.83

15.30

15.30 11362.63 25300.00 2.23 2680.00 38.64 50.10 14.70 15.40

50.00 14.90 15.20

Tabla 117. Flexión a los 28 días (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)


187

Módulo de rotura a flexión de las mezclas de hormigón

Hormigón sin

fibras

Hormigón con 0.37%

de fibras

Hormigón con 0.74%

de fibras

Hormigón con 1.11%

de fibras


43.75 41.83 39.41 38.51

Tabla 118. Módulo de rotura a flexión de las mezclas de hormigón


Gráfico 25. Resistencia a la flexión de las mezclas de hormigón


En base a la resistencia a flexión obtenida a los 28 días se determinó un descenso en

el módulo de rotura de 4.93% para la mezcla 2 con 0.37% de fibra, 9.92% para la

mezcla 3 con 0.74%de fibra y 11.98% para la mezcla 4 con 1.11% de fibra, con

respecto a la mezcla 1 sin contenido de fibra.

35.00

36.00

37.00

38.00

39.00

40.00

41.00

42.00

43.00

44.00

Hormigón

sin Fibras

Hormigón

con 0.37%

de Fibras

Hormigón

con 0.74%

de Fibras

Hormigón

con 1.11%

de Fibras

43.75

41.83

39.4138.51

Mód

ulo

de

Rotu

ra a

Fle

xió

n (

Kg/c

m2)


Resistencia a la Flexión de las Mezclas de Hormigón

188

3.5.2.5. Ensayo para determinar la resistencia a la adherencia

Ilustración 70. Probeta a ensayar (Adherencia)


Ilustración 71. Adherencia


189

Resistencia a la adherencia (Mezcla 1 sin fibra)

Nombre

de la

probeta

Fecha de

elaboración

Fecha del

ensayo

Longitud

(L)

Base

(b)

Altura

(H)

Diámetro

de la

barra (ϕ)

Longitud

de

anclaje

(La.)

Longitud

de

anclaje

promedio

(La.Pr.)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Módulo

de

rotura

(M.R.)

Módulo

de rotura

promedio

(M.R.Pr.)

Desviación

estándar

(s)

cm Cm cm cm cm cm cm³ cm³ g g/cm³ Kg Kg/cm² Kg/cm² Kg/cm²

Edad: 28 Días

CA-SF-

28-01 04/07/2017 01/08/2017

15.20 15.20 15.10

1.60

15.10

15.00

3488.70

3458.00 8094.00 2.34 5420.00 71.88

75.02 ± 2.75

15.10 15.10 15.00 15.00 3420.15

15.30 15.20 14.90 14.90 3465.14

CA-SF-

28-02 04/07/2017 01/08/2017

15.20 15.00 14.90

1.60

14.90

14.90

3397.20

3397.30 7810.00 2.30 5769.00 77.03 15.10 15.00 14.90 14.90 3374.85

15.20 15.10 14.90 14.90 3419.85

CA-SF-

28-03 04/07/2017 01/08/2017

15.10 15.20 15.10

1.60

15.10

15.10

3465.75

3481.00 8041.00 2.31 5779.00 76.14 15.20 15.20 15.20 15.20 3511.81

15.10 15.30 15.00 15.00 3465.45

Tabla 119. Adherencia a los 28 días (Mezcla 1 sin fibra)


190

Resistencia a la adherencia (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)

Nombre

de la

Probeta

Fecha de

Elaboración

Fecha del

ensayo

Longitud

(L)

Base

(b)

Altura

(H)

Diámetro

de la

barra (ϕ)

Longitud

de

anclaje

(La.)

Longitud

de

anclaje

promedio

(La.Pr.)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Módulo

de

rotura

(M.R.)

Módulo

de rotura

promedio

(M.R.Pr.)

Desviación

estándar

(s)


Edad: 28 Días

CA-

0.37%-

28-01

04/07/2017 01/08/2017

15.00 15.10 15.10

1.60

15.10

15.10

3420.15

3450.55 7626.00 2.21 6592.00 86.85

83.41 ± 3.10

15.10 15.20 15.20 15.20 3488.70

15.10 15.20 15.00 15.00 3442.80

CA-

0.37%-

28-02

04/07/2017 01/08/2017

15.30 15.10 15.00

1.60

15.00

15.00

3465.45

3480.75 7901.00 2.27 6223.00 82.54 15.20 15.30 15.00 15.00 3488.40

15.20 15.30 15.00 15.00 3488.40

CA-

0.37%-

28-03

04/07/2017 01/08/2017

15.10 14.90 14.90

1.60

14.90

15.00

3352.35

3428.05 7850.00 2.29 6095.00 80.84 15.20 15.30 15.10 15.10 3511.66

15.10 15.10 15.00 15.00 3420.15

Tabla 120. Adherencia a los 28 días (Mezcla 2 con 0.37% de fibra)


191

Resistencia a la adherencia (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)

Nombre

de la

Probeta

Fecha de

Elaboración

Fecha del

ensayo

Longitud

(L)

Base

(b)

Altura

(H)

Diámetro

de la

barra (ϕ)

Longitud

de

anclaje

(La.)

Longitud

de

anclaje

promedio

(La.Pr.)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Módulo

de

rotura

(M.R.)

Módulo

de rotura

promedio

(M.R.Pr.)

Desviación

estándar

(s)


Edad: 28 Días

CA-

0.74%-

28-01

06/07/2017 03/08/2017

15.00 15.20 14.90

1.60

14.90

14.90

3397.20

3412.40 7507.00 2.20 6801.00 90.81

89.91 ± 1.28

14.90 15.10 15.00 15.00 3374.85

15.30 15.20 14.90 14.90 3465.14

CA-

0.74%-

28-02

06/07/2017 03/08/2017

15.20 14.90 15.20

1.60

15.20

15.10

3442.50

3465.50 7797.00 2.25 6868.00 90.49 15.10 15.30 15.20 15.20 3511.66

15.30 15.10 14.90 14.90 3442.35

CA-

0.74%-

28-03

06/07/2017 03/08/2017

15.20 15.10 15.00

1.60

15.00

15.00

3442.80

3427.70 7644.00 2.23 6669.00 88.45 14.90 15.10 15.00 15.00 3374.85

15.30 15.10 15.00 15.00 3465.45

Tabla 121. Adherencia a los 28 días (Mezcla 3 con 0.74%de fibra)


192

Resistencia a la adherencia (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)

Nombre

de la

Probeta

Fecha de

Elaboración

Fecha del

ensayo

Longitud

(L)

Base

(b)

Altura

(H)

Diámetro

de la

barra (ϕ)

Longitud

de

anclaje

(La.)

Longitud

de

anclaje

promedio

(La.Pr.)

Volumen

(V)

Volumen

promedio

(V.Pr.)

Masa

(M)

Densidad

(δ)

Carga

(P)

Módulo

de

rotura

(M.R.)

Módulo

de rotura

promedio

(M.R.Pr.)

Desviación

estándar

(s)


Edad: 28 Días

CA-

1.11%-

28-01

06/07/2017 03/08/2017

15.20 15.10 15.10

1.60

15.10

14.90

3465.75

3412.60 7542.00 2.21 7305.00 97.54

96.05 ± 1.91

15.10 15.00 15.00 15.00 3397.50

15.20 14.90 14.90 14.90 3374.55

CA-

1.11%-

28-02

06/07/2017 03/08/2017

15.10 15.10 15.30

1.60

15.30

15.20

3488.55

3465.75 7902.00 2.28 7389.00 96.71 15.10 15.10 15.20 15.20 3465.75

15.10 15.10 15.10 15.10 3442.95

CA-

1.11%-

28-03

06/07/2017 03/08/2017

14.90 15.20 15.10

1.60

15.10

15.10

3419.85

3450.45 7764.00 2.25 7127.00 93.90 15.30 15.10 15.10 15.10 3488.55

15.10 15.10 15.10 15.10 3442.95

Tabla 122. Adherencia a los 28 días (Mezcla 4 con 1.11% de fibra)


193

Módulo de rotura a la adherencia de las mezclas de hormigón

Hormigón sin

fibras

Hormigón con 0.37%

de fibras

Hormigón con

0.74%de fibras

Hormigón con 1.11%

de fibras


75.02 83.41 89.91 96.05

Tabla 123. Módulo de rotura a la adherencia de las mezclas de hormigón


Gráfico 26. Resistencia a la adherencia de las mezclas de hormigón


La incorporación de fibra en el hormigón proporcionó una mejor adherencia entre

hormigón y el acero, incrementando el esfuerzo para desprender la barra del hormigón en

un 1.18% para la mezcla 2, en 19.85% para la mezcla 3 y un 28.03% para la mezcla 4 en

relación a la mezcla sin porcentaje de fibra.

0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.00

100.00

Hormigón

sin Fibras

Hormigón

con 0.37%

de Fibras

Hormigón

con 0.74%

de Fibras

Hormigón

con 1.11%

de Fibras

75.02 83.41 89.91 96.05

Mód

ulo

de

Rotu

ra a

Ad

her

enci

a

(Kg/c

m2)


Resistencia a la Adherencia de las Mezclas de

Hormigón

194

CAPÍTULO IV

4. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS

4.1. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LAS FIBRAS PET

Tabla 124. Análisis de precios unitario de las fibras PET


ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS

NOMBRE DEL PROYECTO:

ANÁLISIS DE LAS PROPIEDADES FÍSICO–MECÁNICAS DE UN

HORMIGÓN ELABORADO CON FIBRAS RECICLADAS DE ENVASES PET

UTILIZANDO AGREGADOS DE LA CANTERA DE SAN ANTONIO Y

CEMENTO HOLCIM TIPO GU.

NOMBRE DEL OFERENTE: JOSÉ LUIS MESTANZA GUAMANCURI

Página: 1 de 5

RUBRO: FIBRAS PET

DETALLE: UNIDAD: Kg

EQUIPOS

DESCRIPCION

CANTIDAD TARIFA COSTO

HORA RENDIMIENTO COSTO

A B C = A x B R D = C x

R

Taladro eléctrico 1.00 1.10 1.10 0.70 0.77

Herramienta manual 3.00 0.20 0.60 0.70 0.42

SUBTOTAL E 1.19

MANO DE OBRA

DESCRIPCION

CANTIDAD JORNAL

/HR

COSTO



R

Peón (Estr.Oc E2) 1.00 3.41 3.41 0.70 2.39

Albañil (Estr.Oc D2) 1.00 3.45 3.45 0.70 2.42

SUBTOTAL MO 4.80

MATERIALES

DESCRIPCION UNIDAD

CANTIDAD P. UNITARIO COSTO

A B C = A x

B

Envases PET Kg 3.00 0.31 0.93

SUBTOTAL M 0.93

TRANSPORTE

DESCRIPCION UNIDAD DISTANCIA


A B C = A x

B

SUBTOTAL T

TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 0

COSTO INDIRECTO

ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN EL IVA OTROS INDIRECTOS: COSTO TOTAL DEL RUBRO: 6.92 VALOR OFERTADO: 6.92 SON: SEIS dólares NOVENTA Y DOS centavos

195

4.2. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LA MEZCLA 1 SIN FIBRA

Tabla 125. Análisis de precios unitario de la mezcla 1 sin fibra





HORMIGÓN ELABORADO CON FIBRAS RECICLADAS DE ENVASES

PET UTILIZANDO AGREGADOS DE LA CANTERA DE SAN ANTONIO

Y CEMENTO HOLCIM TIPO GU.


Página: 2 de 5

RUBRO: HORMIGÓN SIMPLE 210 Kg/cm2 (SIN FIBRA)

DETALLE: UNIDAD: m3

EQUIPOS

DESCRIPCION




R

Concretera 1.00 2.00 2.00 0.70 1.40


Vibrador 1.00 1.99 1.99 0.70 1.39

SUBTOTAL E 3.21

MANO DE OBRA

DESCRIPCION

CANTIDAD JORNAL

/HR

COSTO



R

Albañil (Estr.Oc D2) 2.00 3.45 6.90 0.70 4.83

Peón en General (Estr.Oc E2) 7.00 3.41 23.87 0.70 16.71

Maestro mayor de ejecución de

obra (Estr.Oc C1) 0.50 3.82 1.91 0.70 1.34

SUBTOTAL MO 22.88

MATERIALES

DESCRIPCION UNIDAD


A B C = A x

B

Arena m3 0.41 10.25 4.20

Ripio m3 0.77 11.88 9.15

Agua m3 0.22 3.00 0.66

Cemento Kg 341.37 0.15 51.21

SUBTOTAL M 65.22

TRANSPORTE



A B C = A x

B

SUBTOTAL T TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 0 COSTO INDIRECTO

ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN EL IVA OTROS INDIRECTOS: COSTO TOTAL DEL RUBRO: 91.30 VALOR OFERTADO: 91.30 SON: NOVENTA Y UN dólares TREINTA centavos

196

4.3. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LA MEZCLA 2 CON 0.37% DE

FIBRA

Tabla 126. Análisis de precios unitario de la mezcla 2 con 0.37% de fibra





HORMIGÓN ELABORADO CON FIBRAS RECICLADAS DE

ENVASES PET UTILIZANDO AGREGADOS DE LA CANTERA DE

SAN ANTONIO Y CEMENTO HOLCIM TIPO GU.


Página: 2 de 5

RUBRO: HORMIGÓN SIMPLE 210 Kg/cm2 (0.37% DE FIBRA)

DETALLE: UNIDAD: m3

EQUIPOS

DESCRIPCION




R

Concretera 1.00 2.00 2.00 0.70 1.40


Vibrador 1.00 1.99 1.99 0.70 1.39

SUBTOTAL E 3.21

MANO DE OBRA

DESCRIPCION

CANTIDAD JORNAL

/HR

COSTO



R

Albañil (Estr.Oc D2) 2.00 3.45 6.90 0.70 4.83


Maestro mayor de ejecución de obra

(Estr.Oc C1) 0.50 3.82 1.91 0.70 1.34

SUBTOTAL MO 22.88

MATERIALES

DESCRIPCION UNIDAD


A B C = A x

B

Arena m3 0.41 10.25 4.20

Ripio m3 0.77 11.88 9.15

Agua m3 0.22 3.00 0.66

Cemento Kg 341.37 0.15 51.21

Fibra PET Kg 0.49 6.92 3.39

SUBTOTAL M 68.61

TRANSPORTE



A B C = A x

B


ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN EL IVA OTROS INDIRECTOS: COSTO TOTAL DEL RUBRO: 94.70 VALOR OFERTADO: 94.70 SON: NOVENTA Y CUATRO dólares SETENTA centavos

197

4.4. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LA MEZCLA 3 CON 0.74%DE

FIBRA

Tabla 127. Análisis de precios unitario de la mezcla 3 con 0.74%de fibra









Página: 2 de 5


DETALLE: UNIDAD: m3

EQUIPOS

DESCRIPCION




R

Concretera 1.00 2.00 2.00 0.70 1.40


Vibrador 1.00 1.99 1.99 0.70 1.39

SUBTOTAL E 3.21

MANO DE OBRA

DESCRIPCION

CANTIDAD JORNAL

/HR

COSTO



R

Albañil (Estr.Oc D2) 2.00 3.45 6.90 0.70 4.83



(Estr.Oc C1) 0.50 3.82 1.91 0.70 1.34

SUBTOTAL MO 22.88

MATERIALES

DESCRIPCION UNIDAD


A B C = A x

B

Arena m3 0.41 10.25 4.20

Ripio m3 0.77 11.88 9.15

Agua m3 0.22 3.00 0.66

Cemento Kg 341.37 0.15 51.21

Fibra PET Kg 0.98 6.92 6.78

SUBTOTAL M 72.00

TRANSPORTE



A B C = A x

B


ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN EL IVA OTROS INDIRECTOS: COSTO TOTAL DEL RUBRO: 98.09 VALOR OFERTADO: 98.09 SON: NOVENTA Y OCHO dólares NUEVE centavos

198

4.5. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIO DE LA MEZCLA 4 CON 1.11% DE

FIBRA

Tabla 128. Análisis de precios unitario de la mezcla 4 con 1.11% de fibra









Página: 2 de 5


DETALLE: UNIDAD: m3

EQUIPOS

DESCRIPCION




R

Concretera 1.00 2.00 2.00 0.70 1.40


Vibrador 1.00 1.99 1.99 0.70 1.39

SUBTOTAL E 3.21

MANO DE OBRA

DESCRIPCION

CANTIDAD JORNAL

/HR

COSTO



R

Albañil (Estr.Oc D2) 2.00 3.45 6.90 0.70 4.83



(Estr.Oc C1) 0.50 3.82 1.91 0.70 1.34

SUBTOTAL MO 22.88

MATERIALES

DESCRIPCION UNIDAD


A B C = A x

B

Arena m3 0.41 10.25 4.20

Ripio m3 0.77 11.88 9.15

Agua m3 0.22 3.00 0.66

Cemento Kg 341.37 0.15 51.21

Fibra PET Kg 1.47 6.92 10.18

SUBTOTAL M 75.39

TRANSPORTE



A B C = A x

B


ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN EL IVA OTROS INDIRECTOS: COSTO TOTAL DEL RUBRO: 101.48 VALOR OFERTADO: 101.48 SON: CIENTO UN dólares CUARENTA Y OCHO centavos

199

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES

• Se determinó que el asentamiento de las mezclas disminuye en su valor a medida que

aumenta el porcentaje de fibras, con valores de 7.5cm para la mezcla de hormigón sin

fibras, 5.50cm para la mezcla de hormigón con 0.37% de fibra, 4.50cm para hormigón

con 0.74%de fibra y 1cm para la mezcla de hormigón con 1.11% de fibra, esto se debe

a la geometría helicoidal de las fibras las cuales se incorporan en la mezcla genera una

mayor cohesión y a su vez evitando la segregación de las partículas de la misma, por lo

cual no refleja un valor real de asentamiento.

• El asentamiento influye directamente en la trabajabilidad del hormigón teniendo una

buena trabajabilidad para la mezcla sin fibra y una trabajabilidad media con la

incorporación de las fibras PET.

• Se comprobó que la densidad del hormigón con fibra PET es menor a la densidad del

hormigón sin fibras debido a que las fibras son un material liviano provocando

hormigones de menor peso específico, es decir que a mayor porcentaje de fibra en el

hormigón este tendrá menor peso.

• Se ratifica la conclusión obtenida por la investigación de la Universidad Central de

Venezuela (Diseños de Mezcla de Tereftalato de Polietileno (PET) – Cemento), la cual

indica que, al agregar PET a una mezcla de hormigón, este pierde un poco su resistencia,

a pesar de esto en la mezcla 3 con 0.74% de fibra y la mezcla 4 con 1.11% de fibra

obtuvieron valores de 213.03Kg/cm2 y 227.99Kg/cm2 respectivamente obtenidos a los

28 días, los cuales se encuentran dentro del rango de la resistencia a la compresión

especificada.

• De la investigación se concluyó que de las tres mezclas con fibra PET, el hormigón con

1.11% de fibra es el más óptimo, debido a que obtiene mejores propiedades mecánicas

que las otras mezclas; la incorporación de fibras PET al 1.11% provocó que la

resistencia de compresión simple, el módulo de elasticidad y el módulo de rotura a

flexión disminuyan con respecto al hormigón sin fibra, sin embargo alcanzo resultados

favorables en el ensayo de tracción indirecta aumentando su resistencia y en el ensayo

adherencia incrementando el esfuerzo para desprender la barra del hormigón. Por lo

tanto, este hormigón sería apropiado utilizarlo en losas de cubierta, en mobiliario de

200

parques, pisos industriales y en veredas ya que al ser fibras sintéticas evitan la fisuración

por contracción plástica, cosiendo las fisuras del concreto y formando un enlace entre

los agregados gruesos, lo que permite una formación controlada de las fisuras, lo cual

implica que el concreto se comporte como un material dúctil.

• En el análisis de precios unitarios se determinó que el costo de 1 Kg de fibras PET tiene

un valor de $6.92 USD, consecuencia del costo de la obtención del material y del

proceso de elaboración de las fibras, lo que resulta un elemento competitivo en

comparación a las fibras sintéticas comerciales que se utilizó en la investigación de los

señores (Saca & Lucero, 2016), con el tema “Estudio comparativo de las propiedades

físico-mecánicas del hormigón reforzado con fibra de acero y el reforzado con fibra

sintética”, donde consta que el saco de 1 Kg de fibras sintéticas comerciales tiene un

valor de $17.52 USD y las fibras metálicas Dramix las cuales tiene un valor aproximado

de $3 USD en el mercado nacional, motivo por el cual se cumple la idea a defender

expuesta al inicio de la investigación, donde se esperaba conseguir bajos costos en la

elaboración de hormigones utilizando fibras PET.

• Al utilizar el hormigón elaborados con fibras PET se reduce el impacto ambiental,

recuperando 30 envases PET de 3 litros para la elaboración de 1kg de fibras PET y 447

envase PET de 3 litros se emplearán en 1m3 de hormigón empleando1.11% de fibras.

Siendo un material de desperdicio que afecta al planeta, debido a su incorrecta

disposición y transformándolo en un material alternativo de construcción, que le

proporcionará mejoras en la adherencia con el acero de refuerzo y en la ductilidad del

hormigón.

201

5.2. RECOMENDACIONES

• Las botellas empleadas para la fabricación de las fibras PET deben encontrarse en buen

estado, es decir que no se encuentren dobladas ni deterioradas.

• Los envases deben ser limpiados previamente a la elaboración de las fibras ya que

cualquier material orgánico o impurezas contenidas podrían afectar las propiedades del

hormigón.

• Realizar una correcta determinación de las características de los materiales empleados

en esta investigación, obviando equivocaciones que afecten el diseño del hormigón.

• Para mejorar los resultados obtenidos en esta investigación se recomienda corregir la

granulometría del material, utilizando agregados que brinden mayor resistencia al

hormigón.

• Realizar investigaciones complementarias sobre fibras PET en el hormigón, donde se

cambie la geometría o formas de las fibras, reduciendo el ancho a 4mm y aumentando

la longitud a 120 mm de las fibras.

• Buscar materiales alternativos para la obtención de nuevas fibras que modifiquen

favorablemente las propiedades físico-mecánicas del hormigón.

• Para superar las limitaciones de este estudio se recomienda que la población aporte con

la obtención de los envases reciclados PET, mediante técnicas y procesos para reciclar

el material, creando lugares destinados para el acopio del mismo.

• Se recomienda la industrialización de las fibras, abaratando costos de mano de obra y

reduciendo el tiempo que se requiere para su elaboración.

202

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206

ANEXOS

Anexo 1. Elaboración de probetas cilíndricas


Anexo 2. Probetas a ensayar


207

Anexo 3. Desencofrado de probeta rectangular


Anexo 4. Curado de probetas


208

Anexo 5. Obtención de las dimensiones de la probeta cilíndrica


Anexo 6. Probeta cilíndrica de hormigón sin fibra ensayada a tracción indirecta


209

Anexo 7. Probeta cilíndrica de hormigón con 0.37% de fibra PET ensayada a tracción indirecta


Anexo 8. Tamizado del agregado grueso


210

Anexo 9. Tamizado del agregado fino


Anexo 10. Probeta cúbica de hormigón sin fibra ensayada a adherencia


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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR - … · ii DERECHOS DE AUTOR Yo, Mestanza Guamancuri José Luis en calidad de autor y titular de los derechos morales y patrimoniales del trabajo