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Universidad de Colima Facultad de Arquitectura y Diseño
TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE
“Materiales sustitutos en la producción de tabicón con cementantes en Colima”
MAESTRO EN ARQUITECTURA
PRESENTA: Ing. Máximo Álvarez Cárdenas
DIRECTO DE TESIS:
M.en C. Julio de Jesús Mendoza Jimenez
Coquimatlán, Col. 12 Febrero del 2004
INDICE
CAPITULO SUB CAPITULO Pag.
I Introducción 1
II Generalidades 9
II.1 Definición del tabicón 11
II,1,1 Materiales empleados en la elaboración del
Tabicón
12
II.2 Cementantes 13
II.2.1 Clasificación 13
II.3 Descripción y características de los cementantes 14
II.3.1 Yeso 14
II.3.2 Cales 15
II.3.3 Cemento Portland 17
II.4 Criterios de aceptación y rechazo 19
II.5 Procedimientos de pruebas de laboratorio 21
II.5.1 Prueba a la compresión 21
III Experimento y resultados 25
III.1 Definición de los tabicones experimentales 28
III.2 Procedimiento de elaboración de los ensayes 30
III.3 Análisis del costo de los ensayes y aplicación del
primer criterio de aceptación y rechazo
32
III.4 Pruebas de laboratorio (compresión axial ) 36
INDICE
II.5 Ensayes con tapas y PET molida 42
II.6 Ensayes de tabicones a los cuales se les coloco
las tapas a los moldes
46
III.7 Evaluación de los ensayes “E, “D” y “N” 51
III.8 Evolución de los ensayes de cemento-cal, mortero
y cemento a los 114 y 164 días de elaboración
57
III.9 Matriz de análisis del costo y resistencia de los
ensayes
60
IV Discusión de resultados 63
V Conclusiones 69
ANEXOS
A.I.1.- Análisis de costos de los ensayes
A.I.2. Análisis granulométrico del Jal
A.I.3.- Análisis granulométrico del granzón
75
- 1 -
CAPITULO I
INTRODUCCION
- 2 -
- 3 -
INTRODUCCION
En estos tiempos de crisis económica, la inflación, la devaluación, el ciclo recesivo,
etc. han provocado que los materiales empleados para la construcción se
encarezcan, generando con esto que las obras públicas y privadas disminuyan.
Para abatir esta situación, el constructor ha buscado la forma de hacer más con
menos, es decir, emplea materiales y sistemas que cumplen con el requisito anterior.
Un ejemplo de estos materiales es el tabicón, que es un elemento prefabricado y que
por sus dimensiones cubre una mayor superficie con un menor número de piezas,
cumpliendo con esto en el ahorro en la cantidad de piezas adquiridas para la
edificación de obras, pero que, lamentablemente el alza en el precio del cemento y el
jal, materias primas esenciales para su elaboración y cuyo impacto en el costo del
mismo es del orden del 49 y 38 % respectivamente, ha incrementado su precio,
haciendo de éste un material que está a expensas de dicha fluctuación, por lo que, la
finalidad de este proyecto de investigación es la disminución del costo del tabicón,
sin sacrificar sus características de resistencia, al emplear para tal fin el uso de
materiales alternos que sustituyan en forma parcial o total al cemento y el jal.
Dentro de las opciones que se analizaron para cumplir con el objetivo, d se
encuentran las siguientes: como primera opción, sustituir el cemento en forma total o
parcial por otro tipo de aglutinante; segunda, emplear algún otro material que
sustituye en forma total o parcial al jal; tercera, incrustar un elemento plástico en el
interior de la pieza de tabicón, para crear con esto un vacío, y por medio de este
vacío, emplear un menor volumen de concreto, reflejándose en un ahorro del
concreto empleado para una disminución en el costo, y por último, una combinación
de las opciones.
Para lograr lo anterior, el proyecto se divide en las siguientes partes:
Planteamiento del problema e hipótesis: En el cual se aborda de forma
breve de las causas por las cuales se desarrollo el presente proyecto, desde
la pregunta para generar el planteamiento del problema, hasta la definición de
los objetivos a seguir y de la hipótesis.
- 4 -
Generalidades: Se expone una síntesis de la teoría que se tomó para llevar
a cabo el experimento. La teoría comprende los tipos y usos de los
cementantes que actualmente se usan en la industria de la construcción, la
forma de reaccionar de estos con el agua y los compuestos resultantes para
generar la cohesión necesaria para obtener la resistencia; de igual forma se
indicará los criterios de aceptación y rechazo, es decir, se definirá la norma a
aplicar para la aceptación de los tabicones experimentales; y se detalla el
procedimiento de las pruebas de laboratorio que se aplicarán para cumplir
con lo indicado en la norma.
Experimento y resultados En este capítulo se describirá el desarrollo del
experimento, el cual abarca desde la creación de los tabicones
experimentales, la obtención de sus costos de fabricación y posteriormente la
comparativa con el costo de un tabicón elaborado en forma tradicional, con el
fin de verificar que el costo de fabricación de dichos tabicones sea menor al
de uno tradicional, y que al verificarse lo anterior, se cumpliría con el primer
criterio de aceptación, de los tabicones experimentales de esta investigación,
que pretende que el costo de fabricación sea menor, y una vez aceptados, se
procederá a realizar las pruebas de resistencia y obtener con esto las
resistencias a la compresión y comparar los resultados obtenidos con los
mínimos necesarios indicados en la misma norma, logrando con esto cumplir
con el segundo criterio de aceptación, el cual es, que la resistencia de los
tabicones sea aceptable según lo anterior.
Discusión de resultados En este apartado se hace un análisis de los
resultados obtenidos y haciendo énfasis en las observaciones registradas
durante cada uno de los experimentos realizados.
Conclusiones: En este punto se verifica si la hipótesis se cumplió o no, y se
dará una explicación de las causas del porqué se llego a tal conclusión.
- 5 -
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El tabicón es un elemento prefabricado de concreto, que en su elaboración se
emplea el cemento Pórtland y los agregados pétreos, siendo el primero el que
proporciona la resistencia y genera la cohesión, y que siendo mezclados estos
elementos junto con el agua proporcionan las características de resistencia, peso y
textura de éste.
Como elemento constructivo presenta ciertas ventajas comparadas con el
ladrillo rojo recocido (material tradicional del sistema local), dentro de las cuales se
pueden mencionar las siguientes:
Proporciona una mayor área de construcción con un menor número de
piezas
Su producción es constante durante todo el año, ya que no se ve afectada
por cambios climáticos.
Al emplear un menor número de piezas por superficie, también disminuyen
el número de las juntas provocando un empleo menor de mortero para
unirlas, reflejándose en un menor costo.
El costo de mano de obra disminuye, ya que se logra hacer una mayor
superficie por jornada de trabajo
Pero también presenta algunas desventajas, y que por ser las que llevan a
desarrollar esta investigación , a continuación se hacen mención:
El empleo de el JAL como agregado ligero, se debe de traer de otros
estados por no existir en el estado de Colima, por este motivo el precio
de jal tiene un sobrecosto por el concepto de fletes.
Su costo de producción merma al subir el precio del cemento y el Jal
que son insumos que mayor proporción impactan a este.
En base en lo anterior, el planteamiento del problema se expresa a través de la
siguiente pregunta:
¿Se podrá obtener un tabicón mas económico si sustituimos algún elemento
que se emplea en su fabricación?.
- 6 -
OBJETIVOS:
Los objetivos que se pretenden alcanzar con este proyecto de investigación son los
siguientes:
Objetivo general:
Obtener una mezcla hecha por un cementante y agregados sustitutos que
generen un tabicón cuyo valor de resistencia sea aceptable a los parámetros
de calidad mínimos estipulados por las normas de S.C.T. y a un costo menor
de producción
Objetivos particulares:
Diseñar y elaborar los especimenes de prueba con las combinaciones de
cementante y agregados sustitutos
Analizar el costo de los especimenes elaborados para evaluar cual es la
mejor opción en cuanto al costo
Probar los especimenes en laboratorio en diferentes lapsos de tiempo para
medir sus resistencias a la compresión
Tratar, analizar y evaluar los resultados obtenidos en las pruebas efectuadas
en los especimenes.
HIPOTESIS:
La hipótesis que se plantea es la siguiente:
" El tabicón elaborado con un sustituto del cemento y la jal, es una pieza
que tiene características y propiedades de resistencia aceptables, según la
norma , y con un costo menor de producción.”
JUSTIFICACIÓN:
Anteriormente se han comentando las ventajas del tabicón como material
constructivo, sin embargo, si se logra encontrar la combinación de cementantes y
agregados que puedan abaratar el costo del mismo, se podría realizar un mayor
- 7 -
número de viviendas, edificaciones, etc dando un gran impulso a la infraestructura
social del país.
Este proyecto tiene un antecedente histórico por el cual se hace suponer que es
factible su realización, su sustento se basó en lo encontrado en el artículo
denominado Bloques de Concreto (González, 1983) de la revista IMCYC que dice:
A principios del siglo XIX en Inglaterra se originó uno de los grandes avances
que el hombre a desarrollado en el campo de la construcción, la fabricación del
bloque de concreto. Estos bloques eran sólidos sumamente pesados en los que se
utilizaba la cal como material cementante (p. 42)
Por lo anterior, hace suponer que si es posible el empleo de cementantes distintos
al cemento Pórtland para elaborar tabicones.
Por lo que respecta a la sustitución del Jal, en la actualidad existe un auge por los
producto plásticos desechables, tales como: botellas, envases, etc., los cuales una
vez utilizados son desechados y muy pocas veces reutilizados, ocasionando con esto
una contaminación al medio ambiente . Debido a lo anterior y observando que
muchos de estos materiales tiene ciertas características que los colocan como
posibles candidatos para ser los sustitutos del Jal.
Entonces analizando los párrafos anteriores se tiene las bases para poder desarrollar
el presente trabajo de investigación.
- 9 -
CAPITULO II
GENERALIDADES
- 10 -
- 11 -
II.- GENERALIDADES
En este capítulo se exponen los conceptos, normas, procedimientos y métodos que
se utilizaron a lo largo del desarrollo del proyecto de investigación. Estos se exponen
en forma breve y sencilla para facilitar la compresión del presente trabajo. Lo anterior
se encuentra conformado en 5 apartados que definen los temas de este proyecto. Se
inicia por la definición del significado del tabicón y se concluye con el resumen sobre
el análisis y tratamiento de los datos, citando por las características de los
cementantes, criterios de aceptación y rechazo así como el tipo y definición de las
pruebas a efectuar en los especimenes.
II.1.- DEFINICION DE TABICON La definición del significado del tabicón es mencionada en diversas fuentes
bibliográficas, dentro de las cuales estan las siguientes :
Según las Normas de Materiales Tomo VIII, emitidas por la Secretaría de
Comunicaciones y Transportes, lo define de la siguiente manera:
“Son los materiales de construcción de forma prismática rectangular sólidos o con
huecos, fabricados con cemento hidráulico y agregados apropiados, tales como
arena, grava, piedra triturada, piedra pómez, escoria volcánica o tezontle y arcillas o
pizarras expansivas.” (p. 170)
La Norma UNE 41 166/1 (1989) define el bloque de hormigón (tabicón) como:
Pieza prefabricada a base de cemento, agua, áridos finos y/o gruesos de
materiales naturales y/o artificiales con o sin aditivos, incluidos pigmentos de
forma sensiblemente ortoédrica, de dimensiones exteriores no superiores a 60 cm,
de relación alto/ancho inferior a 6 y alto/largo inferior a 1 y sin armadura alguna, .
En México se define al tabicón como una pieza prismática rectangular prefabricada
de concreto, cuyas dimensiones son 10 cm de alto, 14 cm de ancho y 28 cm de
largo, y hecha con un concreto ligero que en cuya elaboración se emplea el cemento
- 12 -
y agregados finos y/o gruesos, aplicando para la compactación de la pieza el proceso
de vibro-compresión.
II.1.1- MATERIALES EMPLADOS EN LA ELABORACIÓN DEL TABICÓN
Ya que el tabicón es un pieza de concreto, el concreto que se emplea presenta
algunas diferencias con respecto al concreto colado en obra. Se puede decir que las
diferencias radican en el tamaño de los agregados, en el caso de productos vibro-
comprimidos , se usa de grano fino; otra diferencia radica en el contenido de agua de
las mezclas, en la fabricación de productos vibro-comprimidos se usan mezclas
mucho mas secas, lo que permite que al momento de descimbrar la piezas sean
autoportantes.
Los materiales que nos interesan en la fabricación de concreto para productos vibro-
comprimidos son: cemento, agua, aditivos y agregados.
En el caso del cemento, su producción está regida bajo normas de calidad.
Solamente se tiene que analizar que tipo de cemento se va a emplear; por ejemplo
el tipo I es el cemento que se emplea normalmente en la construcción por ser el mas
comercial y cuyas características son propias para todo tipo de trabajo, y el tipo III,
que por ser de grano mucho mas fino, suele emplearse bastante en el caso de los
productos de concreto que requieren movimientos rápidos de las piezas a su lugar de
destino ya que es de rápida generación de resistencia lo que permite un ahorro en el
tiempo de fraguado. Para el desarrollo de los especimenes de tabicón de esta
investigación se empleará el cemento Pórtland tipo I.
Por otro lado, los agregados tienen una gran importancia en la calidad de los
productos vibro-comprimidos, ya que de estos depende la textura, el peso, la
porosidad, etc.. Los agregados se pueden dividir en dos tipos: tipo pesado y ligero.
Tipo pesado arena
Grava
- 13 -
Tipo ligero arena pómez o tepetate
Tezontle
Escorias
Los tabicones fabricados en la Ciudad de Colima y Villa de Alvarez emplean en su
elaboración agregados del tipo pesado y ligero, dentro del los primeros se usan la
arena y la gravilla (granzón), y de los segundos el Jal, el cual es traído del estado
vecino de Jalisco.
II.2.-CEMENTANTES
Los materiales cementantes comprenden la variedad de productos cerámicos que
pueden mezclarse con agua u otro líquido para formar una pasta capaz de unir a
otros proporcionado cohesión al conjunto o masa. La pasta, que es plástica
temporalmente, se puede moldear y puede tener agregados incluidos en ella. Más
tarde, se endurece o fragua en una masa compacta.
En el campo de los materiales de construcción los aglomerantes más utilizados son,
cemento portland, cal hidráulica, yeso cocido y productos bituminosos.
Los materiales aglomerantes simples, como cales y yesos se producen al expulsar
un líquido o gas de un mineral natural. Sus propiedades adhesivas provienen de la
reabsorción del líquido o gas que se expulsó y de la formación de los mismos
compuestos químicos que formaban el material en su forma primitiva.
Los cementos hidráulicos más complejos adquieren sus propiedades aglomerantes
de la formación de nuevos compuestos químicos durante el proceso de fabricación.
El termino hidráulico aplicado a los cementos, significa que es capaz de desarrollar
resistencia y endurece en presencia de agua.
II.2.1.- CLASIFICACION
Los cementantes se clasifican de acuerdo a su fraguado, dentro de estos se
encuentran:
- 14 -
a) Aéreos : Fraguan y endurecen en contacto con el aire. No son resistentes al
agua (Cal aérea y Yeso cocido)
b) Hidráulicos: Fraguan y endurecen tanto en contacto con el aire como con el
agua (Cales hidráulicas y Cementos). Son productos artificiales, de naturaleza
inorgánica y mineral, obtenidos a partir de materias primas naturales y, en su
caso, de subproductos industriales..
c) Hidrocarbonados: Hidrocarburos mas o menos líquidos o viscosos que se
suelen aplicar en caliente y endurecen por enfriamiento o evaporación de sus
solventes (Betún, Alquitrán, etc.)
II.3.-DESCRIPCIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS CEMENTANTES
A continuación se describen las propiedades de los materiales cementantes que se
emplean en la fabricación de los especimenes de prueba, estos son los siguientes:
yeso, cal y cemento Pórtland. Se desechan los productos bituminosos ya que por sus
características aglomerantes no se aplican en la fabricación de los elementos
prefabricados. La finalidad de este apartado es conocer la forma en que estos
elementos reaccionan ante el agua para obtener sus propiedades de cohesión, los
productos resultantes de dicha reacción y como estos se pueden integrar en la
composición de los especimenes de prueba.
II.3.1.- YESO
El yeso común empleado en la construcción, es el producto que se obtiene por
deshidratación de la piedra de yeso natural, o algez, mediante su calcinación suave.
Es soluble en el agua y amasado con ella tiene la propiedad de endurecerse
rápidamente, en unos pocos minutos, con aumento de volumen (=1%) y
desprendimiento de calor (unos 20 grados centígrados). Fue utilizado en la
antigüedad por árabes y egipcios.
La piedra de yeso natural es sulfato cálcico hidratado, que en estado puro
corresponde a la formula:
- 15 -
CaSO42H2O
Por la acción del calor, a temperaturas comprendidas entre 130 y 170 ºC, pierde 1.5
moléculas de agua pasando a tener la composición de:
CaSO4 * 0.5H2O
O yeso hemihidratado (también semihidratado) que se utiliza como aglomerante en
construcción.
Fraguado:
Cuando el yeso hemihidratado (yeso común) se amasa con agua, este vuelve a
absorber el agua que perdió durante la cocción convirtiéndose, por reacción química
inversa, de nuevo en el yeso dihidrato. Esta reacción, muy rápida, constituye el
fraguado del yeso y va acompañada de una fuerte elevación de la temperatura y un
ligero aumento de volumen.
El mecanismo del fraguado puede explicarse así: después del contacto del yeso
común con el agua, mediante el amasado, una parte del yeso hemihidratado se
disuelve rápidamente, combinándose con 1.5 moléculas de agua y produciendo el
yeso dihidrato, o hidrato doble, el cual es cinco veces menos soluble que el
hemihidratado, dando lugar a una disolución sobre saturada. Ésta disolución
cristaliza rápidamente y la masa va tomado consistencia pastosa, que permite su
trabajo unos pocos minutos. Cuando ha cristalizado toda la masa termina el proceso
y se dice que el yeso a fraguado. Este fraguado es tanto más rápido cuanto menos
cantidad de agua se emplea en el amasado.
II. 3.2.- CALES
La cal viva u óxido de calcio, CaO, se Obtiene por cocción al rojo, o calcinación, del
carbonato cálcico que compone básicamente a las piedras calizas naturales, a
temperatura aproximada de 900-1000 ºC, según la reacción:
- 16 -
CaCO3 + Calor CO2 + CaO
Conforme a la calidad de la piedra caliza empleada, se obtendrá una cal de mayor o
menor pureza.
Básicamente se distinguen tres tipos de cales:
Cal viva u óxido cálcico, CaO.
Cal apagada o Hidróxido cálcico, Ca(OH), resultante de la reacción de la cal viva
con el agua. Tiene gran avidez por el agua, absorbiendo el vapor de agua de la
atmósfera y de las sustancias orgánicas (efectos cáusticos)
Cal hidráulica que se obtiene a partir de calizas impurificadas por arcilla (cuyo
componente principal es silicato alumínico), que se conocen como margas
calizas.
La cal obtenida de caliza pura se conoce con el nombre de “cal grasa” y se apaga
fácilmente con agua. A la cal hidráulica suele denominársele “Cal magra”, que se
apaga lentamente.
La cal viva y la cal apagada fraguan y endurecen con mucha lentitud al aire y se
denominan cales aéreas.
Fraguado:
Al humedecer el óxido cálcico, Cao, con la mitad de su peso de agua, se produce
una reacción química violenta, formándose Ca(OH)2, hidróxido cálcico o cal apagada
que con el tiempo absorbe dióxido de carbono, CO2, de la atmósfera y se convierte
en carbonato cálcico con el endurecimiento correspondiente, proceso muy lento que
puede denominarse como fraguado de la cal. Este endurecimiento debido al aire dio
origen al nombre de cal aérea con el que se denomina a este tipo de cal.
- 17 -
La cal hidráulica constituida por hidróxido de calcio con silicatos y aluminatos
cálcicos que pueden endurecer debajo del agua tiene un proceso de fraguado
distinto en el que actúan reacciones físico - químicas.
II.3.3.- CEMENTO PORTLAND
Para la elaboración del clinker Pórtland (materia principal para la elaboración del
cemento Pórtland) se emplean materias primas capaces de aportar principalmente
cal y sílice, y accesoriamente óxido de fierro y alúmina, para lo cual se seleccionan
materiales calizos y arcillosos de composición adecuada. Estos materiales se
trituran, dosifican, muelen y mezclan íntimamente hasta su completa
homogeneización, ya sea en seco o en húmedo.
La materia prima así procesada, ya sea en forma de polvo o de lodo, se introduce en
hornos rotatorios donde se calcinan a temperaturas del orden de 1400 C, hasta que
alcanzan un estado de fusión incipiente. En este estado se producen las reacciones
químicas requeridas y el material se subdivide y aglutina en fragmentos no mayores
a 6 cm., cuya forma se regulariza por efecto de la rotación del horno. A este material
fragmentado, resultante de la calcinación, se le denomina clinker portland.
Una vez frío, el clinker se muele conjuntamente con una reducida proporción de
yeso, que tiene la función de regular el tiempo de fraguado, y con ello se obtiene el
polvo fino de color gris que se conoce como cemento Pórtland simple. Además
durante la molienda, el clinker puede combinarse con una escoria o un material
puzolánico para producir un cemento mezclado portland-escoria o Pórtland-puzolana,
o bien puede molerse con determinados materiales de carácter sulfo-calcio-
aluminoso para obtener los llamados cementos expansivos.
Dado que el cemento Pórtland se deriva de materia prima sin refinar, por lo general
suele haber otros compuestos presentes, además de los compuestos esenciales no
indicados en la siguiente ecuación:
(CaO + CO2) + (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O ) + calor
- 18 -
(cal + dióxido de carbono) + (sílice + alúmina + óxido férrico + agua ) +calor
(3CaO·SiO2 + 2CaO·SiO2 + 3CaO·Al2O3 +4CaO·Al2O3·Fe2O3)
(silicato tricálcico + silicato dicálcico + aluminato tricálcico + ferroaluminato tetracálcio)
(cemento)
Como el cemento es una mezcla de muchos compuestos, resulta difícil su
presentación con una fórmula química. No obstante, hay cuatro compuestos que
constituyen más del 90% del peso del cemento, a saber silicato tricálcico (C3S),
silicato dicálcico (C2S), aluminato tricálcico (C3A) y ferroaluminato tetracálcico (C4AF).
Cada uno de estos compuestos puede indentificarse en la estructura del clínker de
cemento Portland vista al microscopio y cada uno aporta propiedades características
que determinan la mezcla final.
HIDRATACION DEL CEMENTO.
Cuando se agrega agua al cemento Portland, los compuestos básicos presentes se
transforman en nuevos compuestos por reacciones químicas.
Silicato tricálcico + agua => gel de tobermorita + hidróxido de calcio.
Silicato dicálcico + agua => gel de tobermorita + hidróxido de calcio.
Ferroaluminato Tetracálcio + agua + hidróxido de calcio => hidrato de calcio
Aluminato tricálcico + agua + hidróxido de calcio => hidrato de aluminato tricálcico.
Aluminato tricálcico + agua + yeso => sulfoaluminatos de calcio.
Dos silicatos de calcio, que constituyen alrededor del 75% por peso del cemento
Portland, reaccionan con el agua para producir dos nuevos compuestos: gel de
tobermorita, el cual es no cristalino e hidróxido de calcio que es cristalino. En la pasta
de cemento completamente hidratada, el hidróxido de calcio constituye el 25% del
peso y el gel de tobermorita, alrededor del 50%. La tercera y cuarta reacciones
muestran como se combinan los otros dos compuestos principales del cemento
Pórtland con el agua para formar productos de reacción. En la última reacción
aparece el yeso, compuesto agregado al cemento Pórtland durante la trituración del
clínker para controlar el fraguado.
- 19 -
Cada producto de la reacción de hidratación desempeña una función en el
comportamiento mecánico de la pasta endurecida. El más importante de ellos es el
compuesto llamado gel de tobermorita, el cual es el principal compuesto aglomerante
de la paste del cemento. Este gel tiene composición y estructura semejantes a la de
un mineral natural, llamado tobermorita, debido a que fue descubierto en la zona de
Tobermory en Escocia. Este gel es una sustancia dividida, extremadamente fina, con
estructura coherente.
La enorme superficie específica del gel (alrededor de 3 millones de cm2 por gramo)
produce fuerzas atractivas entre las partículas, porque los átomos en cada superficie
tratan de completar sus enlaces insaturados por medio de absorción. Estas fuerzas
ocasionan que las partículas de gel de tobermorita se adhieren entre sí y con otras
partículas introducidas en la pasta del cemento. Por tanto, el gel de tobermorita
forma la base de la pasta del cemento endurecida y del concreto, porque liga o
aglutina entre sí a todos los componentes.
Una vez analizadas las propiedades de los cementantes y su disponibilidad en el
mercado para poder ser utilizados en el desarrollo de los especimenes, se optó por
emplear los siguientes:
Cal Hidratada Ca(OH)2
Yeso
Mortero (Cemento de albañileria)
Cemento Portland Tipo I
II.4.- CRITERIOS DE ACEPTACION ó RECHAZO
Los criterios de aceptación o rechazo que se tomarán en cuenta para los tabicones
experimentales serán el del COSTO , y de ser aprobados, continuarán con el de
RESISTENCIA, y al cumplir con este último criterio, la pieza confirmara la hipótesis .
A continuación se detalla a cada uno de estos:
- 20 -
EL COSTO: Se realizará el análisis del costo de producción de cada uno de
los tabicones experimentales, para posteriormente comparar que el costo sea
menor al de un tabicón tradicional, una vez verificado lo anterior serán
aceptados y pasaran al siguiente criterio, de lo contrario serán desechados,
por no cumplir con este punto.
DE RESISTENCIA :Para aceptar o rechazar a los tabicones experimentales
(especimenes) en lo que se refiere a su resistencia, se compararán los
resultados arrojados de las pruebas de laboratorio de los tabicones con los
criterios indicados en las Normas de Construcción de la Secretaría de
Comunicaciones y Transportes (S.C.T) tomo VIII en la sección 10-15, la cual
se refiere a los bloques y ladrillos de concreto. De la clasificación que ahí se
menciona la que más se aproxima a las características del tabicón es la
siguiente: es del Tipo I y su subtipo será E, y para esta clasificación se
deberán cumplir con los requisitos físicos indicados en la siguiente tabla:
TABLA: “ REQUISITOS FISICOS DE LOS BLOQUES DE CONCRETO “
Subtipo
Resistencia mínima de ruptura a la compresión sobre el área bruta kg/cm2 Absorción máxima
en 24 horas en agua fría kg/m3
Tolerancia de la relación entre el peso seco y el
peso nominal por ciento
Promedio de 5 piezas
Pieza individual
Huecos
A1 70 56 220 +/-8
A2 60 48 240 +/- 8
B 40 32 200 +/- 8
C 23 18 - +/- 12
Sólidos
D 100 80 240 +/- 8
E 70 53 290 +/- 8
F 40 32 - +/- 12
Por lo tanto los criterios que deberán cumplir, en lo que se refiere a la resistencia a la
compresión, los tabicones experimentales serán los que a continuación se
mencionan:
1. La resistencia a la compresión mínima necesaria por pieza del total
muestreado será de 53 kg/cm2, y por último
2. La resistencia a la compresión mínima necesaria del promedio de las 5 piezas
muestreadas no será menor de 70 kg/cm2,
- 21 -
Por lo que si los tabicones experimentales no cumplen con los anteriores requisitos
serán desechados totalmente.
II.5.- PROCEDIMIENTOS DE PRUEBAS DE LABORATORIO
APLICADAS AL TABICON
De las pruebas que se mencionan en las Normas de Construcción de la Secretaria
de Comunicaciones y Transportes (S.C.T) en el tomo IX y en su sección 10-2 para
la obtención de los requisitos físicos de los tabicones, se utilizará la prueba a la
resistencia a la compresión por ser el valor que mas impacta en los procesos de
diseño y construcción de las obras de mampostería. Por lo que a continuación se
describe el proceso de la prueba a la compresión según lo indicado en la
mencionada Normas.
II.5.1.- PRUEBA A LA COMPRESIÓN
Para realizar la prueba se deberán considerar los siguientes aspectos:
A).- Para realizar la prueba se deberán probarse, cuando menos cinco (5)
especimenes.
B).- Los especimenes para esta prueba deben consistir de medios (1/2) tabiques con
sus extremos aproximadamente planos y paralelos. Puede obtenerse un
espécimen de un tabique completo por cualquier método adecuado que no
rompa o astille el material. Pueden usarse los medios tabiques provenientes
después de que se ha ejecutado la prueba de flexión. Si las caras
aparentemente planas del espécimen de prueba tienen depresiones, éstas
deben rellenarse con una paste de cemento portland dejándose ésta fraguar
cuando menos por espacio de veinticuatro (24) horas antes de enrasar el
espécimen. Deben recubrirse las dos caras planas opuestas de cada
espécimen con un mortero a base de azufre, yeso o cemento que tenga una
resistencia a la compresión superior a la especificada para el espécimen. Una
- 22 -
vez cabeceados los especimenes se dejará transcurrir cuando menos diez y
seis (16) horas antes de ejecutar la prueba.
C).- Todos los especimenes deberán probarse apoyándolos sobre sus caras
mayores; la carga deberá aplicarse en la dirección del espesor del tabique. La
cabeza de la máquina de prueba debe consistir de una pieza o bloque del metal
endurecido, con asiento esférico. El centro de la esfera debe caer precisamente
al centro de la esfera debe caer precisamente al centro de la superficie del
bloque que está en contacto con el espécimen. El bloque deberá estar bien
sostenido en su asiento esférico, pero haciéndose la salvedad de que deberá
tener libertad para moverse en cualquier dirección. El diámetro de la superficie
de contacto deberá ser doce punto cinco (12.5) centímetros, como mínimo.
Deberá usarse un bloque soporte de metal, endurecido, abajo del espécimen a
fin de reducir al mínimo la abrasión de la platina inferior de la máquina. Las
superficies de soporte de los bloques entre los cuales va a estar en contacto el
espécimen deben tener una dureza no menor del grado C60 Rockwell ( o
número 620 Brinell). Las irregularidades de estas placas no serán mayores de
veinticinco milésimos (0.25) de milímetro. Cuando el área de soporte del bloque
de apoyo esférico no sea suficiente para cubrir el área del espécimen; deberá
colocarse una placa de acero con superficies planas maquinadas a veinticinco
superficies planas maquinadas a veinticinco milésimo (0.025) de milímetro de
tolerancia en más o menos y cuyo espesor sea igual, cuando menos, a la
tercera parte de la distancia que haya entre el reborde de la placa esférica y la
esquina más alejada; esta placa deberá ir entre el cojinete esférico y el
espécimen cabeceado. La carga, hasta la mitad de la carga máxima probable,
puede aplicarse a cualquier velocidad; después de llegar a este punto, los
controles de la máquina deben ajustarse de manera que se tenga una velocidad
uniforme. Con esta velocidad, la carga remanente deberá aplicarse en no
menos de (1) minuto ni más de dos (2). La resistencia a la compresión de cada
espécimen se calculo de la manera siguiente:
Resistencia a la compresión = P/A
En donde:
- 23 -
La resistencia a la compresión está expresada en kilogramos por centímetro
cuadrado.
P = Carga máxima, indicada en kilogramos, en la máquina de prueba.
A = Promedio de las áreas netas de las superficies de soporte superior e inferior
del espécimen, en centímetros cuadrados.
Se reportará el promedio de la resistencia a la compresión de todos los
especímenes ensayados como la resistencia a la compresión del lote de
tabique sujeto a consideración.
- 25 -
CAPITULO III
EXPERIMENTO Y RESULTADOS
- 26 -
- 27 -
CAPITULO III
EXPERIMENTO Y RESULTADOS
INTRODUCCIÓN
En este capítulo se plasma la esencia del proyecto. En el se muestran los pasos que
se siguieron para desarrollar los diseños de las mezclas realizadas con cementantes
y agregados sustitutos para formar los tabicones experimentales. Además, se
indicará el proceso de fabricación de los especimenes, se obtendrán los costos de
fabricación de cada uno de estos y posteriormente, si cumplen con el primer
criterio, se realizarán los pruebas de laboratorio para obtener su resistencia.
A continuación se describen los pasos que se siguieron para llevar a cabo el
experimento:
Definición de los especimenes: se muestran las diferentes mezclas que se
realizaron para llevar a cabo el desarrollo de los especimenes, se indica la
nomenclatura del espécimen, la descripción de cómo esta formada la mezcla y
el tipo de cementante ó agregado empleado.
Síntesis del proceso de fabricación: se habla de forma breve de cómo se
elaboraron los tabicones experimentales, así como del equipo y maquinaría
empleada para tal fin.
Obtención de los costos de producción de los especimenes y el análisis
del primer criterio de aceptación ó rechazo: Se obtienen los costos de cada
uno de los tabicones elaborados, con el fin de realizar la comparativa de estos
con el de un tabicón tradicional.
Descripción de las observaciones que se obtuvieron en las pruebas de
laboratorio en los especimenes
Y análisis de los resultados aplicados a los especimenes en lo que
respecta al costo y resistencia, para definir las piezas que si cumplen
con lo buscado en este trabajo de investigación
- 28 -
III.1.- DEFINICION DE LOS TABICONES EXPERIMENTALES
Los tabicones experimentales nacen de la mezcla de algún cementante con dos ó
mas agregados. Por lo tanto, para fines prácticos, las mezclas se agruparon en
grupos de ensayes, cada uno de ellos formado por un grupo de tabicones que son
definidos por la forma en que se integró su mezcla, es decir, si se sustituyó el
cemento por algún otro cementante ó si el jal se reemplazó por otro agregado.
Los tabicones fueron identificados con una nomenclatura del tipo alfanumérica para
identificarlos al momento de realizar las pruebas de compresión.
Los ensayes fueron elaborados dentro del período del mes de noviembre del año
2000 a abril del año 2001.
A continuación se detalla a cada uno de los ensayes.
1. El primer ensaye consistió en la sustitución total o parcial del cemento por
otro tipo de cementante, dentro de los cuales tenemos:
Nomenclatura
Del tabicon
Descripción de la mezcla
B Pieza de tabicón con sustitución total del cemento por cal
+ arena + jal
C Pieza de tabicón con sustitución total del cemento por
yeso + arena + jal
D Pieza de tabicón con sustitución total del cemento por
cemento Mortero + arena + jal
E Pieza de tabicón con sustitución parcial de cemento
agregando cal + arena + jal
- 29 -
2. El segundo ensaye consistió en la incrustación en el interior de la masa del
tabicon de algún elemento, esto con la finalidad de que este elemento genere
un hueco ó un vacío, y que este espacio genere un ahorro de material en la
pieza, disminuyendo con esto su costo. Dentro de estos tenemos:
Ensaye Descripción Elemento empleado para
generar vacío
A Pieza de tabicón elaborada con cemento-granzón-jal Botella de plástico de 600
ml
H Piezas de tabicón elaborada con cemento-granzón-jal
Poliestireno expandido
C10
C20
C30
Piezas de tabicón elaborada con cemento-granzón-jal
Tapas plásticas
3. El tercer ensaye consistió el la elaboración de piezas de tabicón a las que se
les sustituyó en forma total o parcial el jal, dentro de estas tenemos los
siguientes:
Ensaye Descripción Elemento sustituto del Jal
T Pieza de tabicón elaborada con cemento-granzón-
tapas
Tapas
G Pieza de tabicón elaborada con cemento-granzón-jal-
pedazos de poliestireno
Poliestireno expandido
M Pieza de tabicón elaborada con cemento-granzón-jal-
pet molido
Pet molido
L Pieza de tabicón elaborada con cemento-granzón-jal-
tapas plásticas
Tapas
- 30 -
4. El cuarto y último ensaye consistió en la elaboración de tabicones con la
sustitución total o parcial del cemento y agregando además un elemento que
proporcione vacío.
Ensaye Descripción Elemento sustitutos
CC10
CC20
CC30
Pieza de tabicón elaborada con cemento-cal-
granzón-jal-tapas plásticas
Cal
Tapas plásticas
III.2.- PROCEDIMIENTO DE ELABORACIÓN DE LOS ENSAYES
La fabricación de los ensayes se realizó en la Planta de Precolados de la empresa
ALPE Construcciones, ubicada en el fraccionamiento Villas Rancho Blanco, esto
debido a la accesibilidad y disponibilidad de los equipos necesarios para la
producción de las piezas.
El equipo que se empleó , consistió en una mezcladora (revolvedora) mecánica, una
banda transportadora, tolva de almacenaje y mesa vibro-compactadora del tipo
automático con capacidad de 10 tabicones por tabla.
Foto No.1 y 2. En las cuales se aprecia el
equipo empleado, en la foto de la izquierda se
observa la mesa vibro – compactadora así
como la tolva de almacenaje y en la de la
derecha se observa la mezcladora
- 31 -
La dosificación empleada, para la fabricación de los tabicones tradicionales así como
los de ls investigación, en esta planta, consiste en la siguiente:
13.5 kg de cemento
3.5 botes de granzón (gravilla), equivalente a 0.057 m3
7.0 botes de Jal , equivalente a 0.133 m3
La granulometría del jal así como del granzón empleados en la fabricación de los
especimenes se muestra a continuación por medio de las graficas de granulometría.
Grafica III.2.- CURVA GRANULOMETRICA DEL GRANZON
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100
ABERTURA TAMIZ mm
% Q
UE
PA
SA
Las gráficas de
granulometría que se
muestran el la gráfica
III.1 y III.2 nos definen
los tamaños de los
granos de los cuales se
componen los
agregados . Esto con el
fin de determinar que
tipo de granzón y jal se
empleó en la
fabricación de los
tabicones. En caso de
repetir la fabricación de
los tabicones los
agregados a emplear
deberán tener una
curva igual a la
presentadas.
- 32 -
El procedimiento de fabricación que se siguió se menciona a continuación::
1. Una vez que inicia la mezcladora, se agrega en primer lugar el Jal ó al
material sustituto , en seguida se añade el granzón y por último se
agrega el cemento ó al sustituto y a el agua, esta última con una
dosificación de 10 lts.
2. Una vez transcurrido el minuto del mezclado de los materiales, se
procede a enviar por medio de la banda transportadora a la tolva, la
mezcla resultante, una vez colocada ésta en la tolva, se procede a
rellenar los moldes con la mezcla, esparciéndola por medios manuales
hasta llenarlos o incrustando los elementos generadores de vacío a
estos y terminado lo anterior se procede a aplicar vibro-compactación.
3. Transcurrido el tiempo necesario para lograr una buena compactación
se procede a retirar los moldes , logrando con esto que las piezas sean
transportadas a su lugar de reposo.
4. Colocados en su sitio de reposo, las piezas se dejan descansar 3 (tres)
dias , para luego ser estibadas.
Con esto se termina de explicar el proceso de fabricación que se empleó para la
elaboración de los ensayes.
III.3.- ANALISIS DEL COSTO DE LOS ENSAYES Y APLICACIÓN DEL
PRIMER CRITERIO DE ACEPTACIÓN Y RECHAZO
El análisis de como se obtuvieron los costos de cada una de los ensayes, se explica
detalladamente en Anexo A.I.1. En la tabla III.1 se plasman los resultados del análisis
de costos y siendo el costo de un tabicón tradicional el último ensaye denominado
con la letra N, para con este valor realizar el criterio de aceptación ó rechazo
- 33 -
TABLA III.1.- RESUMEN DEL COSTO POR PIEZA FABRICADA DE CADA ENSAYE
Ensaye DESCRIPCION COSTO PIEZA (en
pesos)
B Pieza de tabicón con sustitución total del
cemento por cal
1.08
C Pieza de tabicón con sustitución total del
cemento por yeso
0.88
D Pieza de tabicón con sustitución total del
cemento por mortero
1.19
E Pieza de tabicón con sustitución parcial de
cemento por cal
1.13
A
Pieza de tabicón elaborada con cemento-
granzón-jal
1.18
H Piezas de tabicón elaborada con cemento-
granzón-jal
1.29
C10 Piezas de tabicón elaborada con cemento-
granzón-jal- 10 tapas plásticas
1.32
C20
Piezas de tabicón elaborada con cemento-
granzón-jal- 20 tapas plásticas
1.28
C30
Piezas de tabicón elaborada con cemento-
granzón-jal-30 tapas plásticas
1.25
T Pieza de tabicón elaborada con cemento-
granzón-tapas
0.84
G Pieza de tabicón elaborada con cemento-
granzón-jal-pedazos de poli estireno
1.25
M Pieza de tabicón elaborada con cemento-
granzón-jal-pet molido
1.07
L Pieza de tabicón elaborada con cemento-
granzón-jal-tapas plásticas
1.07
CC10 Pieza de tabicón elaborada con cemento-cal-
granzón-jal- 10 tapas plásticas
1.18
- 34 -
Ensaye DESCRIPCION COSTO PIEZA
(en pesos)
CC20 Pieza de tabicón elaborada con cemento-cal-
granzón-jal- 20 tapas plásticas
1.15
CC30
Pieza de tabicón elaborada con cemento-cal-
granzón-jal- 30 tapas plásticas
1.14
N Pieza de tabicón elaborada de forma normal (sin
alteracion)
1.37
Para tener un mejor panorama de los datos anteriores, estos se plasman en la
gráfica de barras denominada con el número el III.3
Grafica III.3.- COMPARATIVA DE COSTOS DE LAS PIEZAS
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
B C D E A HC10
C20
C30 T G M L
CC10
CC20
CC30 N
ENSAYE
$ P
ES
OS
COSTO
$ 1.37 Tabicón Tradicional
- 35 -
Resumen:
Analizando los datos, de la tabla III.1, se observa que el ensaye que resulto con un
menor costo de elaboración fue el denominado con la letra “T”, el cual consistió en la
sustitución total del jal por tapas plásticas y que arrojo un costo de $0.84/pieza, lo
que representa un ahorro del 38.68 % con el respecto al costo de una pieza
tradicional. En segundo lugar tenemos al ensaye “C”, el cual consistió en la
sustitución total del cemento por yeso, con un costo de $0.88/pieza, lo que
representa un ahorro del 35.76 % del costo de una pieza normal. Caso contrario, el
ensaye C10 fue el que obtuvo un costo muy próximo al del tabicón tradicional, el
cual consistió en un tabicón elaborado con cemento-granzón-jal y la incrustación de
10 tapas de plástico, y cuyo costo fue de $ 1.32, reflejando solo un ahorro del
3.64%.
Por lo tanto todos los ensayes experimentales realizados resultaron con un costo de
producción menor comparado con el de una pieza tradicional, por lo que respecta al
primer criterio de aceptación ó rechazo, el cual consistía en una reducción del costo
de producción, se observa que todos los ensayes CUMPLEN con este criterio, por lo
tanto se ACEPTAN para el siguiente criterio de aceptación. En la gráfica III.5, se
muestran los costos de cada uno de los ensayes.
% DEL COSTO DE PRODUCCIÓN VS NORMAL
78.83
64.23
86.8682.4886.13
94.1696.3594.1692.7
61.31
91.24
78.1 78.186.1383.9483.21
100
0
20
40
60
80
100
120
B C D E A HC10
C20
C30 T G M L
CC10
CC20
CC30 N
ENSAYE
% costo
- 36 -
II.4.- PRUEBAS DE LABORATORIO (COMPRESIÓN AXIAL)
El día 13 de noviembre del 2000 se fabricaron los siguientes ensayes:
Tabla III.3.- PRIMEROS ENSAYES EXPERIMENTALES
IDENTIFICACION DESCRIPCION
A Pieza de tabicón elaborada con cemento-granzón-jal al cual se le incrusto
un bote plástico
T Pieza de tabicón elaborada con cemento-granzón-tapas
B Pieza de tabicón elaborada con cal-granzón-jal
C Pieza de tabicón elaborada con yeso-granzón-jal
D Pieza de tabicón elaborada con mortero-granzón-jal
E Pieza de tabicón elaborada con cemento-cal-granzón-jal
G Pieza de tabicón elaborada con cemento-granzón-jal-pedazos de
poliestireno expandido
H Pieza de tabicón elaborada con cemento-granzón-jal-pedazo rectangular
de poliestireno expandido, cuyas dimensiones son 1x 10x 24 cm
Los cuales se probaron a la compresión el día 13 de diciembre del mismo año
cumpliendo con una edad de elaboración de 28 días, Las pruebas se realizaron en
el laboratorio de la Facultad de Ingeniería Civil aplicando el procedimiento indicado
en las Normas de Construcción Tomo IX de la Secretaría de Comunicaciones y
Transportes (SCT) mencionadas en el capítulo de generalidades. El número de
piezas probadas fue de (5) cinco,
En las fotos 6 y 7 se muestran el equipo empleado en la prueba a la compresión.
Foto 6.- Prensa que se empleo para las pruebas a la compresión
Foto 7.- Pieza de tabicón que se
esta probando a la compresión
- 37 -
Los pasos que se siguieron para realizar la prueba fueron los siguientes:
1. Se tomaron las dimensiones de las piezas, para obtener con esto el área de
contacto del espécimen con las placas de la prensa.
2. Se limpió perfectamente con una espátula la superficie de las piezas para
quitar todo tipo de desperfectos que pudieran afectar el comportamiento de
esta ante la prensa.
3. Una vez concluido los anteriores pasos, se procede a colocar la pieza en la
prensa, y se aplica la carga en forma constante, sin que esta sea muy rápida.
4. Se toma la lectura cuando la aguja del manómetro ya no registra movimiento
5. Con el valor indicado en el manómetro y el área de la pieza se obtiene su F´c.
En la siguiente tabla se observa los valores de compresión obtenidos de las piezas
ensayadas.
Tabla III.4.- RESULTADOS DE LAS PRUEBAS A LA COMPRESION EN ESPECIMENES
FECHA ELABORACION: 13 DE NOVIEMBRE DEL 2000 EDAD PIEZAS: 28DIAS
FECHA DE RUPTURA: 11 DE DICIEMBRE DEL 2000
ESPECIMEN DIMENSIONES PIEZA AREA CARGA DE RUPTURA F´c F´c
media
% RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
A1 14.00 28.00 10.00 392.00 14,000.00 35.71
A2 13.75 28.00 10.00 385.00 7,500.00 19.48
A3 13.70 28.00 10.00 383.60 10,500.00 27.37 25.55 36.51
A4 14.00 28.00 10.00 392.00 7,500.00 19.13
A5 13.70 28.00 10.00 383.60 10,000.00 26.07
T1 13.70 28.00 10.00 383.60 21,500.00 56.05
T2 13.30 28.00 10.00 372.40 22,500.00 60.42
T3 13.70 28.00 10.00 383.60 18,500.00 48.23 58.87 84.10
T4 13.70 28.00 10.00 383.60 23,500.00 61.26
T5 14.00 28.20 10.00 394.80 27,000.00 68.39
C 13.50 28.00 10.00 378.00 10,500.00 27.78
C 13.70 28.00 10.00 383.60 9,500.00 24.77
C 13.50 28.00 10.00 378.00 14,500.00 38.36 31.84 45.49
C 13.70 28.00 10.00 383.60 12,500.00 32.59
C 14.00 28.00 10.00 392.00 14,000.00 35.71
D1 13.50 28.00 10.00 378.00 28,000.00 74.07
D2 14.00 28.00 10.00 392.00 22,000.00 56.12
D3 13.50 28.00 10.00 378.00 24,000.00 63.49 64.96 92.80
D4 13.50 28.00 10.00 378.00 25,000.00 66.14
- 38 -
FECHA ELABORACION: 13 DE NOVIEMBRE DEL 2000 EDAD PIEZAS: 28 DIAS
FECHA DE RUPTURA: 11 DE DICIEMBRE DEL 2000
ESPECIMEN DIMENSIONES PIEZA AREA CARGA DE RUPTURA F´c F´c
MEDIA
% RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
E1 13.70 28.00 10.00 383.60 29,500.00 76.90
E2 14.00 28.00 10.00 392.00 26,500.00 67.60
E3 14.00 28.00 10.00 392.00 31,000.00 79.08 72.43 103.47
E4 14.00 28.00 10.00 392.00 28,500.00 72.70
E5 14.00 28.20 10.00 394.80 26,000.00 65.86
G1 14.00 28.00 10.00 392.00 25,500.00 65.05
G2 14.00 28.00 10.00 392.00 7,500.00 19.13
G3 14.00 28.00 10.00 392.00 12,500.00 31.89 35.08 50.11
G4 14.00 28.00 10.00 392.00 9,500.00 24.23
H1 13.50 28.00 10.00 378.00 7,500.00 19.84
H2 13.50 28.00 10.00 378.00 2,500.00 6.61
H3 13.50 28.00 10.00 378.00 9,500.00 25.13 20.83 29.76
H4 13.50 28.00 10.00 378.00 12,000.00 31.75
N1 13.30 28.00 10.00 372.40 23,000.00 61.76
N2 13.30 28.00 10.00 372.40 25500.00 68.47
N3 13.50 28.00 10.00 378.00 21500.00 56.88 60.12 85.88
N4 13.70 28.00 10.00 383.60 22000.00 57.35
N5 14.00 28.00 10.00 392.00 22000.00 56.12
NOMENCLATURA:
A TABICONES A LOS CUALES SE LES INCRUSTO UNA BOTELLA DE PLASTICO
T TABICONES HECHOS CON TAPAS PLASTICAS
C TABICONES HECHOS CON YESO
D TABICONES HECHOS CON CEMENTO MORTERO
E TABICONES HECHOS CON CEM-CAL PROP 1:1
G TABICONES A LOS CUALES SE LES AGREGO PEDAZOS DE POLIESTIRENO EXPANDIDO
H TABICONES A LOS CUALES SE LES INCRUSTO UNA PIEZA RECTANGULAR DE POLIESTIRENO
N TABICONES NORMALES
- 39 -
Los resultados se visualizan por medio de la siguiente gráfica
25.55
58.86
31.84
64.95
72.43
35.07
20.83
60.11
0
10
20
30
40
50
60
70
80
KG/CM2
A T C D E G H N
ENSAYE
Gafica III.6.- RESISTENCIA PROMEDIO A LA COMPRESION PIEZAS
EXPERIMENTALES A LOS 30 DIAS
RESISTENCIA A
LA COMPRESION
La norma de la SCT nos indica que la resistencia promedio, de los 5 tabicones,
mínima necesaria para acreditar una muestra es de 70 kg/cm2, y la resistencia
individual no debe ser menor de 53 kg/cm2. De esto, se observa que el ensaye que
cumplió con las condiciones necesarias de resistencia de la norma fue el ensaye “E”
ya que obtuvo una resistencia promedio de 72.43 kg/cm2; en segundo lugar tenemos
el ensaye “D”, el cual alcanzo una resistencia promedio de 64.96 kg/cm2; en tercer
lugar tenemos a la muestra “N”, la cual alcanzo una resistencia promedio de 60.12
kg/cm2; en cuarto lugar tenemos al ensaye “T”, el cual alcanzo un resistencia
promedio de 58.87 kg/cm2. De todos los ensayes señalados, ninguna de las piezas
alcanzo resistencias menores a los 53 kg/cm2.
Foto No 8.- Vista de los primeros
ensayes realizados
- 40 -
Los ensayes “A”, “C”, “H”y “G se desechan, ya que, los valores de resistencia
obtenidos, tanto los promedios así como los individuales, no cumplieron con los
indicados en la norma.
La grafica III.7. muestra los porcentajes de resistencia promedio obtenidos de estos
primeros ensayes con el solicitado en la norma de la SCT.
Tal y como lo muestra la gráfica el ensaye “E” alcanzo a los 30 días de su
elaboración un 103.47 % de la resistencia requerida por la norma, el ensaye “D”
obtuvo un 92.79 % y el ensaye “N” un 85.88 % así como el ensaye “T” un 84.09 %.
Debido a que los valores obtenidos se acercan en gran medida a los requeridos por
la Norma, se decidió realizar mas ensayes para poder visualizar mejor su
comportamiento.
Las circunstancias que originaron estos valores de resistencia menores a los
esperados, se debió a lo siguiente:
En el caso “A”.- En este ensaye se introdujo un envase plástico en el interior del la
pieza cuando se preparaba el ensaye. El envase se colocaba en el centro del molde
de tal forma que quedara cubierto completamente por el concreto con la finalidad de
dejar espesores uniformes en las paredes internas del tabicón, pero al momento de
aplicar la vibro-compresión, el envase sufría un reacomodo de su posición lo que
SIMBOLOGIA
A. TABICONES A LOS CUALES SE LES INCRUSTO UNA BOTELLA DE PLASTICO
T. TABICONES HECHOS CON TAPAS PLASTICAS C. TABICONES HECHOS CON YESO D. TABICONES HECHOS CON CEMENTO MORTERO E. TABICONES HECHOS CON CEM-CAL PROP 1:1 G. TABICONES A LOS CUALES SE LES AGREGO PEDAZOS DE POLIESTIRENO EXPANDIDO H. TABICONES A LOS CUALES SE LES INCRUSTO UNA PIEZA RECTANGULAR DE POLIESTIRENO
PORCENTAJE DE RESISTENCIA PROMEDIO VS NORMA
36.5
84.09
45.48
92.79103.47
50.1
29.76
85.88
0
20
40
60
80
100
120
A T C D E G H N
ENSAYE
%
- 41 -
provocaba espesores de pared muy delgadas (ver foto No 9), siendo estos los puntos
débiles por donde se presentaba la falla antes de lo esperado.
En el caso “C”.- En este ensaye el problema que se detecto fue que se uso el Yeso
como material aglutinante, observándose que las características cementantes de
este material no son las adecuadas para ser empleado en la fabricación de este tipo
de piezas, ya que presento resistencias a la compresión no cumplieron con las
indicadas en la Norma citada.
En el caso “G”.- En el cual se utilizo pedazos de poliestireno como sustituto del jal.
Se observo que el poliestireno al momento de mezclarse con los demás ingredientes,
por ser un material sumamente ligero, éste no se integraba en forma homogénea,
dejando en las orillas de algunos de los tabicones una gran concentración de este
material lo que origina zonas de falla por ser los puntos mas debiles.
En el caso “H” .- Se observo un caso similar al caso “C” ya que en lugar de utilizar
un envase plástico se utilizo una pieza rectangular de poliestireno, obteniendo el
mismo efecto que se presento con los envases plásticos en lo que concierne en la
posición final en la pieza.
Foto No. 9. Ensaye realizado con
envases plásticos, en donde se
aprecia el problema presentado
durante su fabricación.
- 42 -
III.5.- ENSAYES DE TAPAS Y PET MOLIDO
Los ensayes, que se realizaron en las anteriores pruebas, arrojaron una resistencia
promedio de 58.87 kg/cm2, la cual esta muy próxima al permitida por la Norma, por lo
que se decidió realizar otros especimenes con la incrustación de las tapas plásticas
para confirmar este resultado, además, se verificó que existía material tipo PET en
forma molida, por lo que, se concibió la idea de desarrollar especimenes con este
material. A continuación se describe el proceso que se desarrollo:
El día 28 de febrero del año 2001 se realizaron los siguientes ensayes:
Tabicones experimentales fabricados con Pet molido con las siguientes
proporciones; 13.5 kg de cemento, 0.076 m3 de Pet molido, 0.057 m3 de
granzón y 0.057 m3 de jal, esta dosificación es para una producción
equivalente a 30 piezas.
Se realiza una segunda prueba de tabicones fabricados con Tapas plásticas,
como única variante con respecto a la anterior es la adhesión de Jal, en las
siguientes proporciones: 13.5 kg de cemento, 0.057 m3 de tapas plásticas,
0.057 m3 de granzón y 0.057 m3 de Jal.
Estos ensayes se probaron a la compresión el día 7 de marzo del 2001 a la edad de
7 días, la siguiente tabla nos muestra los valores alcanzados
Tabla III. 5.- RESULTADOS DE LAS PRUEBAS A LA COMPRESION EN ESPECIMENES
FECHA ELABORACION: 28 DE FEBRERO DEL 2001 EDAD 7 DIAS
FECHA DE RUPTURA: 7 DE MARZO DEL 2001
ESPECIMEN
DIMENSIONES PIEZA AREA CARGA DE RUPTURA F´c F´c MEDIA % RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
M1 14.50 28.50 10.00 413.25 5,000.00 12.10
M2 14.50 28.50 10.00 413.25 6,000.00 14.52
M3 14.50 28.50 10.00 413.25 5,000.00 12.10 12.34 17.63
M4 14.50 28.50 10.00 413.25 4,500.00 10.89
M5 14.50 28.50 10.00 413.25 5,000.00 12.10
- 43 -
L1 14.00 28.20 10.00 394.80 22,000.00 55.72
L2 14.00 28.10 10.00 393.40 21,500.00 54.65
L3 14.00 28.20 10.00 394.80 21,500.00 54.46 55.56 79.37
L4 14.20 28.20 10.00 400.44 20,500.00 51.19
L5 14.30 28.30 10.00 404.69 25,000.00 61.78
NOMENCLATURA:
M TABICONES HECHOS CON CEMENTO-GRANZON-JAL- PET MOLIDO ( 7 DIAS)
L TABICONES HECHOS CON CEMENTO-GRANZON-JAL-TAPAS PLASTICAS (7 DIAS)
Como se aprecia en la tabla III.5, los valores de resistencia en promedio alcanzados
por el ensaye “M” (tabicones con PET molido) es de 12.34 kg/cm2 , que
comparándolo con el de norma, solo alcanza a cubrir un 17.63 % de este. En cambio
el ensaye “L” (Tabicones con tapas plásticas) alcanzo una resistencia promedio de
55.56 kg/cm2, y comparando este valor con el de la norma nos arroja un alcance del
79.37 %, lo cual vuelve arrojar un índice bueno para la edad que representa que fue
de 7 dias.
Siguiendo el muestreo el día 14 de marzo se realizo la segunda prueba a la
compresión a los mismos especimenes, cumpliendo a esta fecha una edad de 14
días. Los valores arrojados se muestran en la siguiente tabla;
Tabla III.6.- RESULTADOS DE LAS PRUEBAS A LA COMPRESION EN ESPECIMENES
FECHA ELABORACION: 28 DE FEBRERO DEL 2001 EDAD PIEZAS: 14 DIAS
FECHA DE RUPTURA: 14 DE MARZO DEL 2001
ESPECIMEN DIMENSIONES PIEZA AREA CARGA DE RUPTURA F´c F´c MEDIA % RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
M1 14.50 28.20 10.00 408.90 6,000.00 14.67
M2 14.10 28.30 10.00 399.03 6,500.00 16.29
M3 14.50 28.20 10.00 408.90 7,000.00 17.12 15.22 21.75
M4 14.20 28.20 10.00 400.44 6,500.00 16.23
M5 14.60 29.00 10.00 423.40 5,000.00 11.81
L1 13.70 28.00 10.00 383.60 23,000.00 59.96
L2 14.50 28.00 10.00 406.00 8,000.00 19.70
L3 13.80 28.20 10.00 389.16 5,000.00 12.85 36.73 52.47
L4 14.50 28.00 10.00 406.00 22,000.00 54.19
L5 14.50 28.00 10.00 406.00 15,000.00 36.95
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NOMENCLATURA:
M TABICONES HECHOS CON CEMENTO-GRANZON-JAL- PET MOLIDO
L TABICONES HECHOS CON CEMENTO-GRANZON-JAL-TAPAS PLASTICAS
La gráficas III.8 y III.9 muestran el comportamiento con el tiempo de la resistencia
obtenida por los ensayes M y L a la edades de 7 y 14 días de haber sido elaborados.
Grafica III.8.-RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL ENSAYE "M" A LOS 7 Y 14
DIAS
10.8892922
12.09921355 12.09921355 12.09921355
14.51905626
11.80916391
14.67351431
16.23214464 16.2895020417.11910002
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
1 2 3 4 5
NUMERO DE ESNAYES
KG
/CM
2
7 DIAS
14 DIAS
Grafica III.9.-RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN ENSAYE "L" A LOS 7 Y 14 DIAS
51.1954.46 54.65 55.72
61.78
12.84818584
19.7044335
36.94581281
54.18719212
59.95828989
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
1 2 3 4 5
NUMERO DE ENSAYES
KG
/CM
2
7 DIAS
14 DIAS
Como se puede observar en las graficas anteriores, el comportamiento de la línea
(pendiente), que une a cada uno de los puntos de la resistencia de los ensayes no
llega a satisfacer la resistencia buscada por la norma, ya que en el caso del ensaye
- 45 -
tipo “M” , la pendiente que se presenta es ascendente lo que indica un aumento de la
resistencia con el tiempo, pero las resistencias obtenidas a los 14 días solo alcanzan
a satisfacer un 21.57 % del requerido por la norma, por lo que dicho ensaye se
descarta, ya que la resistencia promedio que se debería tener a esta edad es del
orden del 80% o en su caso de 56 kg/cm2. La causa probable de esta falla se debe
quizás, a que el Pet al presentar una forma geométrica tipo hojuela y una superficie
lisa, origina que este no llegue a ligarse con la masa cementante, provocando que al
momento de ser sometida la pieza a la compresión, no exista un cuerpo homogéneo
y compacto, si no, un cuerpo que presenta un masa débil por la ausencia de la liga
del PET con el cemento, produciendo una serie de micro fallas que fracturen la pieza
conllevando a que se obtengan resistencias muy por debajo de las necesarias para
calificarla como apta a este espécimen.
En el caso “L”, la primer muestra ensayada a los 7 días arrojo valores de resistencia
adecuados ya que alcanzo un 79.37 % (55.56 kg/cm2) de la resistencia necesaria,
pero cuando se probaron los especimenes a los 14 días, los valores que arrojaron
fueron del orden del 52.47 % (36.73 kg/cm2) de lo buscado, caso contradictorio por
que es de esperarse que la resistencia a la compresión aumente con el tiempo y no
que disminuya. La causa probable que se observo de esta falla, fue la misma que se
ocurrió en los ensayes “T”, ya que por su peso y forma geométrica de la tapas, éstas
no se pudieron homogenizar con la mezcla, llegando a existir tabicones con
concentraciones mayores de tapas que otros y sin casi ninguna masa cementante.
Para tener una mejor visión de lo anterior se recomienda observar las fotos 10 y 11.
Foto No.10.- Tabicones realizados con
Pet molido
- 46 -
Comentando éste fenómeno, con el Maestro Gómez Azpeitia, en el Taller de
Proyectos de Investigación, se me indicó que si agregando las tapas a la revolvedora
no funcionaba, por que no colocarlas directamente en los moldes, por lo que se
realizó otro ensaye en los cuales se agregaron las tapas directamente en los moldes
III.6.- ENSAYES DE TABICONES A LOS CUALES SE LES COLOCO LAS TAPAS
A LOS MOLDES
Debido al problema que se presento en la etapa anterior, se decidió realizar ensayes
agregando directamente a los moldes de los tabicones una cantidad de 10 hasta un
máximo de 30 tapas colocadas. Los ensayes mencionados se identifican a
continuación :
Ensayes sin sustituir el cemento y agregando las tapas:
CEMENTO-GRANZON-JAL Y 20 TAPAS (C20)
CEMENTO-GRANZON-JAL Y 30 TAPAS (C30)
Ensayes con la sustitución parcial del cemento y agregando tapas:
CEMENTO-CAL-GRANZON-JAL Y 10 TAPAS (CC10)
CEMENTO-CAL-GRANZON-JAL Y 20 TAPAS (CC20)
CEMENTO-CAL-GRANZON-JAL Y 30 TAPAS (CC30)
Foto 11.- Tabicones fabricados con Tapas en
los cuales se aprecia la concentración de
tapas plásticas
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El procedimiento de fabricación fue el mismo que se empleo para la elaboración de
los ensayes la única variante consistió en la adición a los moldes en forma directa de
la cantidad de tapas indicadas para cada ensaye. En fotografía No 12 se observa la
forma en que fueron colocadas las tapas.
En la fotografía No 13 se muestra el proceso que se siguió para llevar el control en la
cantidad de tapas que se agregaron a las piezas. El proceso consistió en la
cuantificación, separación y empaquetado en bolsas las cantidades de 10, 20, y 30
piezas de tapas respectivamente, para posteriormente en el momento de la
elaboración del pieza, se abriera y vertiera las tapas necesarias para cada ensaye.
Los especimenes se elaboraron el día 27 de marzo del 2001. Los especimenes
“C20” y “CC20”, por ser estos representativos del total de los especimenes por
contener el promedio de las tapas empleadas, fueron probados a la compresión el 3
de abril del mismo año con una edad de elaboración de cada uno de 7 días. Los
resultados se muestran en la siguiente tabla
Foto No 12.- Colocación de las tapas
dentro de los moldes
Foto No 13.- Empaquetado de las tapas. De
esta forma se logro tener un estricto control
sobre la cantidad de tapas a agregar a los
moldes.
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Tabla III.7.- RESULTADOS PRUEBAS DE COMPRESION
FECHA DE ELABORACION: 27/03/01 FECHA DE RUPTURA: 09/04/01
EDAD: 7 DIAS
ESPECIMEN DIMENSIONES (CM)
AREA CARGA RUPTURA F´c F´c MEDIA %
RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
C20 14.00 28.20 10.00 394.80 13500 34.19
C20 14.00 28.00 10.00 392.00 16000 40.82
C20 14.00 28.20 10.00 394.80 15000 37.99 40.97 58.53
C20 14.00 28.00 10.00 392.00 18000 45.92
C20 14.00 28.00 10.00 392.00 18000 45.92
CC20 28.20 14.00 10.00 394.80 8000 20.26
CC20 28.20 14.00 10.00 394.80 8500 21.53
CC20 28.20 14.00 10.00 394.80 8500 21.53 21.34 30.48
CC20 28.00 14.00 10.00 392.00 9000 22.96
CC20 28.00 14.00 10.00 392.00 8000 20.41
NOMENCLATURA
C20 TABICONES FABRICADOS DE CEMENTO -GRANZON-JAL Y 2O TAPAS
CC20 TABICONES FABRICADOS DE CEMENTO-CAL -GRANZON-JAL Y 2O TAPAS
Se observa que el ensaye “C20” alcanzó una resistencia promedio a la compresión
de 40.97 kg/cm2, alcanzando con esto un 58.53 % de la resistencia mínima necesaria
solicitada por la Norma. En el ensaye “CC20” se aprecia que el valor promedio de
resistencia alcanzado fue de 21.34 kg/cm2 y logrando con esto un 30.48 % de la
mínima solicitada por la norma.
La gráfica III.10 muestra el comportamiento de la resistencia de estos ensayes
Grafica III.10.-RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A LOS 7 DIAS
34.19452888
37.99392097
40.81632653
45.91836735 45.91836735
20.26342452 20.4081632721.52988855 21.52988855
22.95918367
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1 2 3 4 5
ENSAYES
KG
/CM
2
ENSAYE C20
ENSAYE CC20
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Se realizó una segunda prueba el día 26 de abril del 2001, obteniéndose los
siguiente resultados
Tabla III.8.- RESULTADOS PRUEBAS DE COMPRESION
FECHA DE ELABORACION: 27/03/01 FECHA DE RUPTURA: 26/04/01
EDAD: 28 DIAS
ESPECIMEN DIMENSIONES (CM) AREA CARGA RUPTURA F´c F´c MEDIA %
RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
C20 14.00 28.20 10.00 394.80 18500 46.86
C20 14.00 28.00 10.00 392.00 19500 49.74
C20 14.00 28.20 10.00 394.80 19000 48.13 48.08 68.68
C20 14.00 28.00 10.00 392.00 17500 44.64
C20 14.00 28.00 10.00 392.00 20000 51.02
C30 13.50 28.00 10.00 378.00 15000 39.68
C30 13.50 28.00 10.00 378.00 13000 34.39
C30 13.50 28.00 10.00 378.00 16500 43.65 40.94 58.49
C30 13.50 28.10 10.00 379.35 17000 44.81
C30 13.50 28.10 10.00 379.35 16000 42.18
C10 14.00 28.00 10.00 392.00 24000 61.22
C10 13.50 28.00 10.00 378.00 24000 63.49
C10 13.50 28.00 10.00 378.00 17000 44.97 55.42 79.18
C10 13.50 28.00 10.00 378.00 16500 43.65
C10 14.00 28.00 10.00 392.00 25000 63.78
CC20 14.00 28.00 10.00 392.00 14500 36.99
CC20 14.00 28.00 10.00 392.00 9000 22.96
CC20 14.00 28.00 10.00 392.00 14000 35.71 31.12 44.46
CC20 14.00 28.00 10.00 392.00 10000 25.51
CC20 14.00 28.00 10.00 392.00 13500 34.44
CC10 14.00 28.00 10.00 392.00 15500 39.54
CC10 14.00 28.00 10.00 392.00 10000 25.51
CC10 13.70 28.00 10.00 383.60 12000 31.28 32.87 46.96
CC10 13.80 28.00 10.00 386.40 13000 33.64
CC10 13.50 28.00 10.00 378.00 13000 34.39
NOMENCLATURA
C20 TABICONES FABRICADOS DE CEMENTO -GRANZON-JAL Y 2O TAPAS
C10 TABICONES FABRICADOS DE CEMENTO -GRANZON-JAL Y 10 TAPAS
C30 TABICONES FABRICADOS DE CEMENTO -GRANZON-JAL Y 30 TAPAS
CC20 TABICONES FABRICADOS DE CEMENTO-CAL -GRANZON-JAL Y 2O TAPAS
CC10 TABICONES FABRICADOS DE CEMENTO-CAL -GRANZON-JAL Y 10 TAPAS
- 50 -
Los resultados obtenidos demuestran que las resistencias de los ensayes no
alcanzaron los valores mínimos necesarios para ser aceptadas. El ensaye mas
cercano es el “C10” el cual alcanzó una resistencia promedio de 55.42 kg/cm2 y
alcanzo un 79 % de la resistencia necesaria de la norma. Se deduce que por el
comportamiento que tiene un concreto a la edad de 28 días, las muestras no
alcanzarán incrementos significativos en su resistencia, por lo que, los valores de
resistencia aquí mostrados son los mayores que alcanzaran en su vida útil. En la foto
No, 14 se aprecia un fenómeno similar al ocurrido con la muestras “L”, aunque en
estas muestras las tapas quedaron centradas en interior de la pieza, al momento de
aplicar la vibro-compresión estas sufrieron un reacomodo,
La poca resistencia obtenida en los tabicones elaborados con tapas, se debe en gran
medida a las características propias de la Tapa empleada, dentro de estas se
pueden mencionar su forma geométrica y su tamaño, ya que estas provocaron que
Figura.- 1
Se muestra la forma en que se posicionaron las tapas dentro del tabicon
Foto No.14.- Se aprecia la forma como se encontraron colocadas las tapas dentro de la piezas una vez que esta se probo a la compresión
- 51 -
no se tuviera una buena adherencia a la masa del tabicón, quizá si se minimizara su
tamaño, haciendo secciones a la mitad o en cuartos, se conseguiría un mejor
comportamiento mecánico de estas en la masa del especimen.
III.7.- EVALUACION DE LOS ENSAYES “E”,”D” Y “N”
Debido a que los ensayes que ofrecieron los mejores resultados fueron los “E”
(cemento-cal), “D” (mortero de albañilería) y “N” (normal) se procedió a realizar una
nueva serie de tabicones de prueba para obtener una mejor evaluación de las
mismos.
El día 27 de marzo del año 2001 se fabricaron los nuevos especimenes a los cuales
se les catalogo como:
NOMENCLATURA Tipo de ensaye
Normal Tabicón elaborado en forma normal
Mortero Tabicón elaborado con mortero
Cem-cal Tabicón elaborado con cemento-cal
Foto No. 15 . Vista de los ensayes, se alcanza apreciar la nomenclatura de
los mismos.
- 52 -
El día 3 de abril del mismo año se procedió a efectuar la prueba de compresión a la
edad de 7 días, la siguiente tabla muestra los valores obtenidos:
Se observa que a la edad de 7 días una pieza normal de tabicón alcanza un 67.69 %
de la resistencia mínima solicitada en la Norma, una pieza fabricada con mortero
alcanza un 55.18 % y una de cemento-cal alcanzó un 62.50 %.
Tabla III.9.- RESISTENCIA A LA COMPRESION
FECHA DE ELABRACION: 27 DE MARZO DEL 2001
EDAD DE LAS PIEZAS: 7 DIAS
ESPECIMEN DIMENSIONES PIEZA AREA CARGA DE RUPTURA F´c F´c MEDIA % RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
NORMAL1 14.00 28.00 10.00 392.00 21500 54.85
NORMAL2 14.00 28.00 10.00 392.00 19000 48.47
NORMAL3 13.50 28.00 10.00 378.00 19500 51.59 47.38 67.69
NORMAL4 13.50 28.00 10.00 378.00 16000 42.33
NORMAL5 13.50 28.00 10.00 378.00 15000 39.68
CEM-CAL1 14.50 28.00 10.00 406.00 13500 33.25
CEM-CAL2 14.00 28.00 10.00 392.00 21500 54.85
CEM-CAL3 14.50 28.00 10.00 406.00 22000 54.19 43.80 62.58
CEM-CAL4 14.00 28.00 10.00 392.00 15500 39.54
CEM-CAL5 14.30 28.20 10.00 403.26 15000 37.20
MORTERO1 14.10 28.20 10.00 397.62 15200 38.23
MORTERO2 14.00 28.00 10.00 392.00 14500 36.99
MORTERO3 13.90 28.00 10.00 389.20 18000 46.25 38.62 55.18
MORTERO4 13.90 28.00 10.00 389.20 12000 30.83
MORTERO5 14.00 28.00 10.00 392.00 16000 40.82
NOMENCLATURA
NORMAL PIEZA DE TABICON ELABORADA SIN ALTERACION
CEM-CAL PIEZA DE TABICON ELABORADA CON CEMENTO-CAL PROPORCION 1:1
MORTERO PIEZA DE TABICON ELABORADA CON MORTERO
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El 9 de abril del 2001 se efectúa la prueba de compresión a los anteriores ensayes,
los cuales a esta fecha tienen una edad de 14 días, los resultados obtenidos se
aprecian en la siguiente tabla III.10
Tabla III.10.- PRUEBA DE ESPECIMENES A LOS 14 DIAS
FECHA DE ELABORACION: 27/03/01
FECHA DE RUPTURA: 09/04/01
ESPECIMEN DIMENSIONES (CM) AREA CARGA RUPTURA F´c F´c MEDIA %
RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
NORMAL1 13.50 28.00 10.00 378.00 18000 47.62
NORMAL2 13.50 28.00 10.00 378.00 20000 52.91
NORMAL3 13.50 28.00 10.00 378.00 20500 54.23 54.23 77.48
NORMAL4 13.50 28.00 10.00 378.00 26000 68.78
NORMAL5 13.50 28.00 10.00 378.00 18000 47.62
CEM-CAL1 14.50 28.00 10.00 406.00 21500 52.96
CEM-CAL2 14.50 28.00 10.00 406.00 15500 38.18
CEM-CAL3 14.50 28.00 10.00 406.00 26000 64.04 50.54 72.20
CEM-CAL4 14.50 28.00 10.00 406.00 21000 51.72
CEM-CAL5 14.50 28.00 10.00 406.00 18600 45.81
MORTERO1 14.00 28.00 10.00 392.00 18000 45.92
MORTERO2 14.00 28.10 10.00 393.40 20000 50.84
MORTERO3 13.90 28.00 10.00 389.20 20000 51.39 50.15 71.64
MORTERO4 14.00 28.00 10.00 392.00 20500 52.30
MORTERO5 13.80 28.10 10.00 387.78 19500 50.29
A la edad de 14 días las piezas alcanzaron los siguientes porcentajes de resistencia
respecto al solicitado por las norma, el ensaye Normal alcanzo un 77.48 %, el
ensaye de cemento-cal alcanzo un 72.20% y el de mortero un 71.64%
- 54 -
Por lo que respecta a los valores alcanzados a los 28 días, se efectuaron las pruebas
el día 26 de abril del 2001. Los resultados se expresan en la siguiente tabla
Tabla III.11.- PRUEBA DE ESPECIMENES A LOS 28 DIAS
FECHA DE ELABORACION: 27/03/01
FECHA DE RUPTURA: 26/04/01
ESPECIMEN DIMENSIONES (CM) AREA CARGA RUPTURA F´c F´c MEDIA % RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
NORMAL1 14.30 28.00 10.00 400.40 21500 53.70
NORMAL2 14.00 28.00 10.00 392.00 26000 66.33
NORMAL3 14.00 28.00 10.00 392.00 27000 68.88 61.40 87.72
NORMAL4 14.00 28.20 10.00 394.80 21000 53.19
NORMAL5 14.20 28.20 10.00 400.44 26000 64.93
CEM-CAL1 14.00 28.00 10.00 392.00 29500 75.26
CEM-CAL2 14.00 28.00 10.00 392.00 26500 67.60
CEM-CAL3 14.00 28.00 10.00 392.00 29500 75.26 70.15 100.22
CEM-CAL4 14.00 28.00 10.00 392.00 27000 68.88
CEM-CAL5 14.00 28.00 10.00 392.00 25000 63.78
MORTERO1 14.00 28.00 10.00 392.00 24500 62.50
MORTERO2 14.00 28.10 10.00 393.40 21000 53.38
MORTERO3 14.00 28.00 10.00 392.00 21000 53.57 58.34 83.34
MORTERO4 14.00 28.00 10.00 392.00 24000 61.22
MORTERO5 14.00 28.10 10.00 393.40 24000 61.01
A esta edad las piezas ensayadas alcanzaron los siguientes porcentajes, las piezas
normales obtuvieron un 87.72 %, las de cemento-cal un 100.22 % y por último las de
mortero solo mostraron un 83.34 % de las resistencia promedio mínima necesaria
solicitada por la Norma.
Las siguientes gráficas( gráficas III.11 al 13) muestran el comportamiento en el
desarrollo de la resistencia durante las edades de 7,14 y 28 días de fabricación.
- 55 -
Grafica III.11.- CURVAS DE RESISTENCIA DEL ENSAYE CEMENTO-CAL
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 2 3 4 5
NUMERO DE ESAYE
KG
/CM
2
7 DIAS
14 DIAS
28 DIAS
Grafica III.12.-CURVAS DE RESISTENCIA DEL ENSAYE NORMAL
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 2 3 4 5
NUMERO DE ENSAYE
KG
/CM
2
7 DIAS
14 DIAS
28 DIAS
Grafica III.13.- CURVAS DE RESISTENCIA ENSAYE DE MORTERO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1 2 3 4 5
NUMERO DE ENSAYE
KG
/CM
2 7 DIAS
14 DIAS
28 DIAS
- 56 -
Una mejor perspectiva del comportamiento de la evolución de la resistencia se
aprecia en la gráfica III.14, en ella se plasma las resistencias promedio a los 7, 14 y
28 días, así como, la curva del comportamiento del desarrollo de resistencia en
dichos periodos.
Grafica III.14.- CURVA DE LA EVOLUCION DE LA RESISTENCIA A LOS 7, 14 Y 28 DIAS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
DÍAS
KG
/CM
2
NORMAL
CEM-CAL
MORTERO
Logarítmica (NORMAL)
Logarítmica (MORTERO)
Logarítmica (CEM-CAL)
En la gráfica anterior se puede observar el comportamiento que seguirán las
resistencias a la compresión de cada uno de los ensayes por medio de la curvas
logaritmicas, por ejemplo, el ensaye de cemento-cal sigue una tendencia a alcanzar
la resistencia promedio solicitada en la norma, la cual es de 70 kg/cm2. Por otro lado,
se aprecia que la piezas elaboradas con mortero solo alcanzarán a desarrollar
resistencias a la compresión por debajo de los 70 kg/cm2 necesarios para cumplir con
la Norma. Las piezas fabricadas en forma tradicional alcanzarán un resistencia a la
compresión próxima a los 70 kg/cm2.
- 57 -
III.8.- EVOLUCION DE LOS ENSAYES DE CEMENTO-CAL, MORTERO Y
CEMENTO A LOS 114 y 164 DIAS DE ELABORACION
Debido a los resultados de la resistencia a la compresión arrojados por los
especimenes a la edad de los 28 días, se decidió llevar a cabo pruebas a dichos
especimenes a las edades de 114 y 164 días de fabricación para ver su variación de
resistencia a tales edades. El día 7 de marzo del 2001 se realizaron las pruebas a la
compresión a los ensayes E, D y N los cuales fueron elaborados el día 13 de
noviembre del 2000, cumpliendo a la fecha de prueba 114 días de edad ,
Los resultados obtenidos se observa en la siguiente tabla
Tabla III.12.- RESISTENCIA A LA COMPRESION
FECHA DE ELABRACION: 13 DE NOVIEMBRE DEL 2000
FECHA DE RUPTURA: 7 DE MARZO DEL 2001
EDAD DE LAS PIEZAS: 114 DIAS
ESPECIMEN DIMENSIONES PIEZA AREA CARGA DE RUPTURA F´c
F´c MEDIA
% RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
E 14.00 28.00 10.00 392.00 31500 80.36
E 14.20 28.00 10.00 397.60 28500 71.68
E 13.50 28.00 10.00 378.00 24000 63.49 72.70 103.85
E 14.00 28.00 10.00 392.00 30000 76.53
E 14.00 28.00 10.00 392.00 28000 71.43
D 14.00 28.00 10.00 392.00 17500 44.64
D 14.00 28.00 10.00 392.00 16500 42.09
D 14.00 28.00 10.00 392.00 24500 62.50 48.21 68.88
D 14.00 28.00 10.00 392.00 21000 53.57
D 14.00 28.00 10.00 392.00 15000 38.27
N 14.00 28.00 10.00 392.00 23000 58.67
N 14.00 28.00 10.00 392.00 25500 65.05
N 14.00 28.00 10.00 392.00 24000 61.22 67.60 96.57
N 14.00 28.00 10.00 392.00 27000 68.88
N 14.00 28.00 10.00 392.00 33000 84.18
- 58 -
NOMENCLATURA
N PIEZA DE TABICON ELABORADA SIN ALTERACION
E PIEZA DE TABICON ELABORADA CON CEMENTO-CAL PROPORCION 1:1
D PIEZA DE TABICON ELABORADA CON MORTERO
El día 26 de abril del 2001 se realizaron las pruebas a la compresión a estos
ensayes, cumpliendo a la fecha de la prueba 164 días de edad . Los resultados
obtenidos se observa en la siguiente tabla
Tabla III.13.- RESISTENCIA A LA COMPRESION
FECHA DE ELABRACION: 13 DE NOVIEMBRE DEL 2000
FECHA DE RUPTURA: 26 DE ABRIL DEL 2001
EDAD DE LAS PIEZAS: 164 DIAS
ESPECIMEN DIMENSIONES PIEZA AREA CARGA DE RUPTURA F´c F´c
MEDIA % RESISTENCIA
ANCHO LARGO ALTO CM2 KG KG/CM2 VS NORMA
E 14.00 28.00 10.00 392.00 41000 104.59
E 14.00 28.00 10.00 392.00 33000 84.18
E 14.00 28.00 10.00 392.00 32000 81.63 88.78 126.82
E 14.00 28.00 10.00 392.00 36000 91.84
E 14.00 28.00 10.00 392.00 32000 81.63
D 14.00 28.00 10.00 392.00 26500 67.60
D 14.00 28.00 10.00 392.00 22000 56.12
D 14.00 28.00 10.00 392.00 23000 58.67 60.20 86.01
D 14.00 28.00 10.00 392.00 22500 57.40
D 14.00 28.00 10.00 392.00 24000 61.22
N 14.00 28.00 10.00 392.00 27000 68.88
N 14.00 28.00 10.00 392.00 28000 71.43
N 14.00 28.00 10.00 392.00 30000 76.53 76.53 109.33
N 14.00 28.00 10.00 392.00 32000 81.63
N 14.00 28.00 10.00 392.00 33000 84.18
NOMENCLATURA
N PIEZA DE TABICON ELABORADA SIN ALTERACION
E PIEZA DE TABICON ELABORADA CON CEMENTO-CAL PROPORCION 1:1
D PIEZA DE TABICON ELABORADA CON MORTERO
- 59 -
Cabe indicar que a estas edades se visualiza una mejora en el comportamiento de la
resistencia a la compresión de los ensayes. La gráfica III.15. muestra por medio de
curvas logarítmicas el comportamiento en la evolución de la resistencia de la piezas
ensayadas a la edad de 7, 14, 28, 114, 164 días.
Grafica III.15.- EVOLUCION DE LA RESISTENCIA HASTA LA EDAD DE 164 DIAS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 8
15
22
29
36
43
50
57
64
71
78
85
92
99
106
113
120
127
134
141
148
155
162
DIAS
KG
/CM
2
NORMAL
CEM-CAL
MORTERO
Logarítmica (CEM-CAL)
Logarítmica (NORMAL)
Logarítmica (MORTERO)
Analizando el comportamiento de las curvas de resistencia, se aprecia que el ensaye
de cemento-cal supera la resistencia promedio solicitada en la norma, al alcanzar un
- 60 -
promedio de 88.78 kg/cm2 a la edad de 164 días, teniendo un aumento de 18.63
kg/cm2 respecto a la resistencia obtenida a la edad de 28 dias, esto representa un
aumento del 26.55% de su resistencia. En cambio el ensaye realizado con mortero,
se observa que no alcanzó a satisfacer el requisito de los 70 kg/cm2 como
resistencia promedio solicitada en la norma, ya que solo pudo desarrollar una
resistencia promedio de 60.20 kg/cm2 a la edad de 164 días y solo tuvo un
incremento de 1.86 kg/cm2 respecto a la obtenida a los 28 días de edad, lo que
represento un incremento del 3.18% de esta resistencia.
III.9.- MATRIZ DE ANALISIS DEL COSTO Y RESISTENCIA DE LOS ENSAYES
Una vez obtenidos los costos de fabricación así como las resistencias promedio a la
compresión de cada uno de los ensayes realizados, estos datos se plasman en la
siguiente matriz para su posterior análisis y comentarios.
ENSAYE DESCRIPCION COSTO/PZA % DEL COSTO
VS NORMAL
MAXIMA
RESISTENCIA
ALCANZADA
% DE LA
RESISTENCIA
NECESARIA
B Tabicón fabricado con cal 1.08 78.83 46.43 66.33
C Tabicón fabricado con
yeso
0.88
64.23 45.49 64.98
D Tabicón fabricado con
mortero 1.19 86.86 64.96 92.80
E Tabicón fabricado con
cemento-cal 1.13 82.48 72.43 103.47
A Pieza de tabicón con
bote incrustado 1.18 86.13 25.55 36.51
H Pieza de tabicón con poli
estireno expandido 1.29 94.16 20.83 29.76
G Pieza de tabicón con
pedazos de poli estireno 1.25 91.24 35.08 50.11
T Pieza de tabicón
elaborada con tapas 0.84 61.31 58.87
84.10
M Pieza de tabicón con
Jal -Pet molido 1.07 78.10 15.22 21.74
- 61 -
L Pieza de tabicón
elaborado jal- tapas 1.07 78.10 55.56
79.37
C10 Pieza de tabicón con 10
tapas 1.32 96.35 55.42 79.18
C20 Pieza de tabicón con 20
tapas 1.28 93.43 48.08 68.68
C30 Pieza de tabicón con 30
tapas 1.25 91.24 40.94 58.49
CC10 Pieza de tabicón con
cem-cal y 10 tapas 1.18 86.13 32.87 46.96
CC20 Pieza de tabicón con
cem-cal y 20 tapas 1.15 83.94 31.12 44.46
Para una mejor visualización de los datos plasmados en la anterior matriz se
presenta la grafica III.15 en la cual se muestran en forma conjunta los valores en
porciento de costo y resistencia de cada uno de los ensayes efectuados durante el
desarrollo del proyecto.
78.83
66.3364.2364.98
86.86
92.8
82.48
103.47
86.13
36.51
94.16
29.76
91.24
50.11
61.24
84.1
61.31
21.74
78.179.37
96.35
79.18
93.43
68.68
91.24
58.49
86.13
46.96
83.94
44.46
83.21
0
20
40
60
80
100
120
%
B C D E A H G T M L C1O C20 C30 CC10 CC20 CC30
ENSAYE
Grafica III.15.- COMPARATIVA RESISTENCIA-COSTO
% COSTO
% RESISTENCIA
Ensaye que cumple con lo buscado
- 62 -
Una vez analizados lo datos de la anterior gráfica, se concluye que los ensayes que
mejores resultados arrojaron para el objetivo de este proyecto, fueron los
denominados “E” y “D” , tabicones con la sustitución parcial del cemento por cal y
tabicones con la sustitución total del cemento por cemento mortero respectivamente,
ya que para el primer caso se obtuvo un 103.47 % de la resistencia con respecto al
de la Norma y un 17.52 % mas barato que el costo de un tabicón tradicional. Para el
otro ensaye (D), se obtuvo un 92.80 % de la resistencia con respecto al de la Norma
y un 13.14 % de ahorro en el costo de fabricación. De esto, el ensaye “E” es el que
mas se aproxima a cumplir con el objetivo. Entonces, aplicando estrictamente los
dos criterios necesarios ( los cuales eran resistencia aceptable y menor costo de
elaboración) para aceptar a una ensaye como viable para cumplir la hipótesis,
entonces, el ensaye “E” es que cumple con lo anterior.
- 63 -
CAPITULO IV
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
- 64 -
- 65 -
IV.- DISCUSION DE RESULTADOS
En este capítulo analizan los resultados del experimento. Estos resultados fueron
obtenidos de cada uno de los ensayes al aplicarles los análisis de costos y los
valores de las pruebas de compresión.
1. Del primer grupo de ensayes de piezas de tabicón con la sustitución total
o parcial del cemento, se obtiene lo siguiente:
Las piezas que fueron elaboradas con cementantes simples, como la cal y
el yeso, obtuvieron resistencias promedio a la compresión por debajo de la
solicitada por la norma, 46.43 y 31.84 kg/cm2 respectivamente. Estos
valores de resistencia se debieron básicamente a las propiedades
aglutinantes de la cal y el yeso, ya que estos no reaccionan con el agua
para formar un nuevo material, por lo que al agregarse el agua, vuelven
solo a la formación de los mismo compuestos de su forma primitiva, dando
por resultado resistencias bajas. Además se observó que las piezas eran
de composición frágil, ya que al momento de tomarlas con las manos, las
esquinas se desintegraban fácilmente. En lo que respecta al costo de
producción, se obtuvo una disminución del 33.67 y 35.02 % del mismo
respecto al de una pieza normal, siendo este un ahorro importante, pero
con una baja resistencia a la compresión.
Las piezas que fueron elaboradas con el mortero (cemento de albañilería)
presentaron una resistencia promedio de alrededor de 64.96 kg/cm2, las
cuales a pesar de ser tan próxima a 70 kg/cm2 (solicitada por la Norma) ,
no alcanza a cumplir con esta. Además de igual forma que la anterior, la
pieza presentaba fragilidad en su estructura, ya que en al momento de ser
probada a la compresión, esta se desintegraba totalmente, caso que no
ocurría con la pieza fabricada con cemento. En cuanto al costo, este
ensaye reportó una disminución de un 13.14 % con respecto al de una
pieza tradicional de tabicón.
Las piezas elaboradas con una proporción de 1: 1 de cemento-cal
reportaron una resistencia promedio a la compresión superior a los 70
- 66 -
kg/cm2 a la edad de 30 días de fabricación, y obteniendo una máxima
reportada de 88.78 kg/cm2 a una edad de 164 días. Lo anterior indica que
los valores de resistencia obtenidos por este ensaye, acredita la resistencia
promedio de los 70 kg/cm2 mínima necesaria por la norma para ser
aceptada como un buen ensaye. Otra característica que se observó
durante la realización de las pruebas a la compresión, es que la pieza no
se desintegró o se desmoronó durante su manejo ó en su prueba a la
compresión, lo que indica una buena calidad en su consistencia. Como
explicación del por que se obtuvieron los valores de resistencia, cabe
indicar que en la elaboración de este ensaye se empleo una parte de
cemento y éste tiene una reacción química con el agua, lo que lo
convierte en un nuevo material, con mejores propiedades aglutinantes y
que para que su proceso de fraguado continué es necesario que exista
humedad en su interior: La cal en cambio, tiene la característica de retener
humedad y su proceso de fraguado es mas lento, esta retención de
humedad, ayuda en parte al proceso de fraguado del concreto, lo que
origina que el fraguado de la pieza no se detenga conllevando a las
resistencias reportadas en las pruebas. En cuanto al costo, este ensaye
reporto un ahorro en el costo de fabricación de un 17.52 % con el que se
obtuvo de una pieza tradicional.
2. Del segundo grupo de ensayes, a los cuales se les incrustó elementos
que ocupan un volumen en el interior de las piezas, se obtuvieron las
siguientes conclusiones:
Las piezas a las que se les incrustaron tanto envases plásticos como
piezas prismáticas de poliestireno expandido obtuvieron resistencias
promedio a la compresión del orden de 25.55 y 20.83 kg/cm2
respectivamente: Estos valores son bajos si los comparamos con el
mínimo especificado por la norma. La causa que origina estos valores,
se debe al reacomodo que sufrieron los elementos empleados para tal
fin, ya que antes de proceder a aplicar la vibro-compactación, estos se
- 67 -
colocaban en el centro del molde para lograr obtener paredes de
concreto con espesores uniformes, y un vez que se aplicaba la vibro-
compactación estas sufrían un reacomodo, terminado en posiciones
que dejaban unas paredes con espesores muy delgados ó casi nulos
de concreto, provocando que estas áreas sean el punto débil de la
pieza por lo que fallaban antes de lo previsto. En cuanto a los costos
que reportaron estos especimenes, se obtuvieron ahorros del orden de
13.86 y 5.83%, respectivamente, con respecto al costo de una pieza
tradicional. Para el primer caso se puede aceptar el ahorro que reporta
ya que es mayor al 10% pero para el segundo caso el ahorro que se
consigue es relativamente insignificante al ser del orden menor del 6%.
En cuanto a las piezas a las que se les colocaron tapas plásticas en su
interior. Estas obtuvieron una resistencia promedio de 37.87 kg/cm2 la
cual están muy por debajo de la mínima solicitada por la norma.
Aunque en este caso los reacomodos que sufrieron las tapas no fueron
significativos, debido a que estas se colocaron en forma manual en el
centro del molde. Sin embargo se llegó observar que por la geometría
propia de la tapa, esta no se ligó completamente a la estructura
aglutinante de la mezcla, lo que provoco que al momento de la carga de
ruptura, la pieza resiste la carga por las paredes de menor espesor,
generando puntos frágiles. En los que respecta a los costos estos
fluctuaron en el orden de $ 1.14 a $1.32 por pieza, por lo que los
ahorros con respecto al precio de un tabicón tradicional son del orden
de 16.78 a 3.64 % respectivamente.
3. En cuanto al tercer grupo de ensayes, a los cuales se les sustituyó en
forma parcial o total el agregado Jal, se obtuvo lo siguiente :
Las piezas a las cuales se les sustituyó en forma total o parcial el jal por
tapas plásticas presentaron resistencias promedio cercanas a los 58.87
kg/cm2, sin embargo, este valor no alcanza el necesario para ser calificada
- 68 -
como aceptable. Se observó que las causas que provocaron tales
resultados se debieron a la propia tapa plástica empleada, ya que por su
forma geométrica y sus dimensiones, esta no funciona como un buen
agregado. Aunque las tapas se logran cubrir por la masa aglutinante, no se
llega a crear una buena trabazón con los demás agregados , lo que
ocasiona un bajo desempeño en el comportamiento mecánico reflejándose
en las bajas resistencias obtenidas. Además, al momento de incorporarlas
en la revolvedora, estas no llega a homogenizarse completamente con los
demás materiales, conllevando a que se fabriquen, en una misma
revoltura, piezas con una gran concentración de tapas y otras sin ellas.
Cabe señalar que este fenómeno se puede visualizar en las resistencias
individuales tan disparejas. En lo que respecta al costo de fabricación se
obtuvo un ahorro de un 38.68 % respecto al de una pieza tradicional.
En cuanto a las piezas fabricadas con pedazos irregulares de poliestireno,
se obtuvieron resistencias promedio a la compresión cercanas a los 35.08
kg/cm2, las cuales no alcanzan a la requerida por la norma. En cuanto a las
causas que provocaron estos valores, se observó un fenómeno similar al
del ensaye anterior.
Respecto al uso del plástico PET triturado como sustituto del Jal, se
observó que debido a la forma geométrica que presentó el PET, la cual fue
en forma de hojuela y con una superficie lisa, no funciona como un
sustituto de Jal, debido a que no pudo ligarse a la masa aglutinante. Las
piezas fabricadas con este material alcanzaron resistencias del orden de
15.22 kg/cm2, las cuales son muy bajas para calificar como aceptable.
- 69 -
CAPITULO V
CONCLUSIONES
- 70 -
- 71 -
V.- CONCLUSIONES
En este capitulo se valuara si la hipótesis planteada se logró o no. Para este fin se
recordará a dicha hipótesis, la cual se menciona a continuación:
El tabicón elaborado con un sustituto de cemento y L jal, es una pieza
que tiene características y propiedades de resistencia aceptables, segun la
norma oficial, a un costo menor de producción.
Para verificar si ésta fue acertada se tomó como base el análisis de los resultados
obtenidos de los ensayes anteriormente valorados. De dicha evolución se deduce
que el ensaye denominado con la letra “E”, el cual es la pieza fabricada con una
proporción 1:1 cemento-cal sin alterar los agregados originales (Granzón y Jal),
cumplió con los criterios de aceptación y rechazo referentes al del costo y de su
resistencia, por lo anterior se llega a que:
La hipotes planteada se cumplió.
Por lo que existe la posibilidad de desarrollar una pieza de tabicón con un costo
menor al de una pieza tradicional y cuya resistencia cumple con lo solicitado por la
Norma oficial a que se hizo referencia. Esta pieza genera una disminución del costo
en un 17.52 % lo que impactaría en una disminución de los costos en los precios
unitarios donde este insumo se emplee. Una comparativa de este impacto se
observa en el siguiente costo unitario, el cual se elaborará con un tabicón tradicional
y el otro con un tabicón con cemento-cal, dichos costos son:
Muro de tabicón de concreto ligero de dimensiones 10x14x 28 cm, colocado a
14 cm, y junteado con mortero cemento-arena proporcion 1:6 en junta no
mayor de 1.5 cm de espesor, acabado rustico.
TARJETA DE COSTO UNITARIO CON TABICON TRADICIONAL
MATERIALES UNIDAD CANTIDAD P.U. IMPORTE ($)
Tabicon pza 35 1.37 47.95
mortero M3 .0290 800 23.22
Mano de Obra jor .100 300 30
COSTO DIRECTO $ 101.17/M2
- 72 -
TARJETA DE COSTO CON TABICON CEM-CAL 1:1
MATERIALES UNIDAD CANTIDAD P.U. IMPORTE ($)
Tabicon Modificado pza 35 1.13 39.55
mortero M3 .0290 800 23.22
Mano de Obra jor .100 300 30
COSTO DIRECTO $ 92.77/M2
Con el anterior análisis se puede observar que para el primer caso el del tabicón
tradicional, se obtiene un metro cuadrado de muro de tabicón a un costo de $101.17
y que para el segundo caso, tabicón cemento-cal, se haría por un costo de $92.77. El
impacto de este costo se refleja en una mayor cantidad de obra ejecutada con el
mismo importe, por ejemplo; para ejecutar 100.00 m2 de muro con tabicón
tradicional se requiere de una inversión de $ 10,117 pesos y si empleamos el tabicón
de cemento-cal con el mismo importe, $10,117, se alcanzaría a realizar una
superficie de 109.05m2 o sea un 9.05 % mas que el otro. Este porcentaje reflejado en
un fraccionamiento tipo de interés social en donde se fabrican viviendas en
cantidades de 50 a 300 pzas llevaría a disminuir el costo de vivienda en México.
Por lo que respecta a los especimenes que no fueron aceptados, por los criterios
impuestos en la hipótesis, se contempla en la misma norma de la SCT otra
clasificación, la de tipo F, los cuales se permiten para emplearse exclusivamente en
muros interiores de relleno (muros tapón) y cuyas resistencias permitidas para este
tipo de pieza son: El promedio de resistencia a la compresión de 5 Piezas es de 40
kg/cm2 y el mínimo alcanzado por una pieza debe ser de 32 kg/cm2, originando con
esto que las otras piezas se puedan emplear para estos fines.
Cabe señalar que durante el desarrollo de este proyecto de investigación surgieron
los siguientes cuestionamientos que pudieran dar origen a nuevas líneas de
investigación:
Los tabicones solo fueron evaluados a la resistencia a la compresión axial y a
su costo de producción, pero No se investigaron las propiedades térmicas de
estos, las cuales pueden hacer que los ensayos rechazados sean aceptados
para otros usos.
- 73 -
Las tapas plásticas en su forma integra no funcionaron como agregados
sustitutos del Jal, Pero si se fraccionaran quizá si llegaran a cumplir con la
función buscada.
De igual manera las tapas quizá funcionen como agregados en un concreto
normal (definido normal como aquel que no se emplea para la fabricación de
tabicones)
El Pet empleado para esta investigación era en forma de hojuela, pero existe
la forma de pelee, que por su forma geométrica quizá cumpla como sustituto
del agregado.
Se pueden medir los ensayes a un mayor número de pruebas para tener un
mayor numero de parámetros de comportamiento .
- 75 -
ANEXOS
- 76 -
- 77 -
ANEXO A.I.1 OBTENCION DEL COSTO DE LOS TABICONES EXPERIMENTALES
La obtención del costo de fabricación de los tabicones experimentales se realizó por
medio de un análisis de costos. Para tal fin, se midió la cantidad de material que se
consume en la elaboración de una mezcla y posteriormente se cuantifico el número
de piezas fabricadas en una revoltura, consiguiendo, al dividir el costo total de la
revoltura entre el numero de piezas fabricadas, el costo de un tabicón.
Para el caso de los ensayes en que se sustituyo el cemento por algún otro
cementante solo se modifico el precio por kg de cementante, ya que el consumo no
vario por revoltura, el cual fue de 13.5 kg/revoltura.
Para los casos en que se coloco un pieza de plástico en el interior del tabicón sin
alterar al cemento como aglutinante. El costo de la revoltura no sufrió variación, pero
el costo de la pieza si sufrió un decremento ya que se realizó una mayor cantidad de
piezas por revoltura , esto se debido al ahorro en la cantidad de concreto consumida
por pieza, por lo que se al dividir el costo de la revoltura entre el número de piezas
elaboradas se obtuvo un menor costo por pieza.
Para la obtención de los costos de las piezas en las cuales se les incrusto tapas
plásticas. Se procedió al calculó de el peso y del volumen de una cierta cantidad de
tapas, para con estos datos, poder hacer las deducción necesaria en el volumen que
estas tapas ocupan en la masa del tabicón.
El volumen de las tapas se obtuvo de la siguiente forma:
Primero, Se utilizaron dos probetas graduadas con capacidad cada uno de 500 ml
dentro de las cuales a una de ellas se le colocaron la cantidad de
tapas a medir su volumen.
- 78 -
Segundo, Una vez colocadas las tapas , se llena la otra probeta con agua hasta la
marca de los 500 ml, una vez llena la probeta, se comienza a vaciar
el agua a la probeta que contiene las tapas.
Tercero, Una vez que se lleno la probeta que contiene las tapas con agua, se
registra el cantidad de líquido que se quedo dentro de la segunda
probeta, la cantidad de agua retenida en ml es el volumen de las tapas..
Y el volumen calculado de las tapas, representa el volumen de concreto que estas
ocupan dentro del tabicón, reflejando el ahorro en concreto en cada una de las
piezas y por lo tanto una disminución del costo del la mismas.
Foto No 4.- Equipo empleado para la
medición del volumen de las tapas plásticas
Foto No. 5.- Vista de las tapas plásticas
empleadas para la elaboración de los
tabicones
- 79 -
La siguiente gráfica muestra el volumen que se obtuvo en laboratorio para una cierta
cantidad de tapas plásticas, esto quiere decir que para una cantidad de 29 tapas el
volumen que estas ocuparán dentro del tabicón será aproximadamente de 130 ML.
Grafica III. 4.- VOLUMEN EN ML DE LAS TAPAS PLASTICAS
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1 3 5 7 9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
NUMERO DE TAPAS
VO
LU
ME
N E
N M
L
numero de tapas
Lineal (numero de tapas )
Pero una vez que se probaron las piezas en el laboratorio, se observo que dentro de
las piezas de tabicón, el interior de las tapas no se llenaban completamente de
concreto, por lo que el volumen calculado anteriormente, no representa al volumen
real que cubren las tapas dentro de las piezas, por lo que se decidió obtener otro
procedimiento, el cual consiste en una diferencia de pesos entre el peso de un pieza
tradicional y el pesos de las piezas con la inclusión de las tapas, por lo que a
continuación se describe el proceso
1.- Se obtiene el peso de tapas a emplear, por ejemplo, 10 tapas = 26.2 gr.
2.- Enseguida se obtiene el peso de una pieza tradicional de tabicón y para con
esto calcular el costo por gramo de concreto .
3.- Posteriormente se pesa una pieza de tabicón a la cual se le incrustaron la
cantidad de tapas que se pesaron.
- 80 -
4.- Al peso de la pieza de tabicón con tapas, se le resta el peso de las tapas y con
esto se obtiene el peso de la pieza pero sin el de las tapas.
5.- La diferencia entre el peso de la pieza normal y de la pieza sin tapas es el
peso de concreto que se ahorra y este ahorro se refleja en el costo.
La siguiente tabla muestra la forma como se obtuvo el costo de las piezas.
Tabla III.2.- CALCULO DEL COSTO DE LA PIEZAS TABICON NORMAL AL CUAL
SE LE INCRUSTO TAPAS PLÁSTICAS
ENSAYE PESO DEL ENSAYE PESO TAPAS PESO ENSAYE COSTO DEL COSTO PROMEDIO (gramo) SIN TAPAS CONCRETO PIEZA (gramos) (gramos) $/gramo
C10 5080 26.2 5053.8 0.000260456 1.32 C20 4980 52.4 4927.6 0.000260456 1.28 C30 4880 78.6 4801.4 0.000260456 1.25
Y de esta forma se obtuvo los costos para los ensayes a los cuales se les incrustó
tapas plásticas.
A continuación se muestra la tabla donde se indican los costos de cada una de las
piezas elaboradas
DATOS
10300 gr
6300 gr
4000 gr
MALLA ABERTURA PESO RETENIDO % RETENIDO % RETENIDO % QUE PASA
NOMINAL PARCIAL PARCIAL ACUMULATIVO LA MALLA
mm gr
3 " 76.2 0.00 0.00 0.00 100.00
2 " 50.8 0.00 0.00 0.00 100.00
1 1/2" 38.1 0.00 0.00 0.00 100.00
1 " 25.4 0.00 0.00 0.00 100.00
3/4 " 19.1 65.00 1.63 1.63 98.38
1/2 " 12.7 90.00 2.25 3.88 96.13
3/8 " 9.5 178.00 4.45 8.33 91.68
1/4 " 6.35 328.00 8.20 16.53 83.48
No 4 4.76 360.00 9.00 25.53 74.48
MALLA ABERTURA PESO RETENIDO % RETENIDO % RETENIDO % QUE PASA
NOMINAL PARCIAL PARCIAL ACUMULATIVO LA MALLA
mm gr
No 4 4.76 0.00 0.00 0.00 100.00
8 2.38 175.00 53.03 53.03 46.97
16 1.19 119.60 36.24 89.27 10.73
30 0.595 21.30 6.45 95.73 4.27
50 0.297 6.00 1.82 97.55 2.45
100 0.149 4.00 1.21 98.76 1.24
200 0.074 2.00 0.61 99.36 0.64
2.10
330.00
ANEXO. A.I.2.- ANALISIS GRANULOMETRICO DEL JAL
PESO BRUTO =
PESO TARA =
PESO NETO =
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100
% Q
UE
PA
SA
ABERTURA TAMIZ EN mm
CURVA GRANULOMETRICA DEL JAL
9200 gr
3500 gr
5700 gr
MALLA ABERTURA PESO RETENIDO % RETENIDO % RETENIDO % QUE PASA
NOMINAL PARCIAL PARCIAL ACUMULATIVO LA MALLA
mm gr
3 " 76.2 0.00 0.00 0.00 100.00
2 " 50.8 0.00 0.00 0.00 100.00
1 1/2" 38.1 0.00 0.00 0.00 100.00
1 " 25.4 0.00 0.00 0.00 100.00
3/4 " 19.1 40.68 0.71 0.71 99.29
1/2 " 12.7 40.60 0.71 1.43 98.57
3/8 " 9.5 510.00 8.95 10.37 89.63
1/4 " 6.35 2200.00 38.60 48.97 51.03
No 4 4.76 1940.00 34.04 83.00 17.00
4731.28
MALLA ABERTURA PESO RETENIDO % RETENIDO % RETENIDO % QUE PASA
NOMINAL PARCIAL PARCIAL ACUMULATIVO LA MALLA
mm gr
No 4 4.76 0.00 0.00 0.00 100.00
8 2.38 547.00 55.87 55.87 44.13
16 1.19 144.00 14.71 70.58 29.42
30 0.595 103.00 10.52 81.10 18.90
50 0.297 73.00 7.46 88.56 11.44
100 0.149 89.00 9.09 97.65 2.35
200 0.074 15.00 1.53 99.18 0.82
8.00 0.82
979.00
ANEXO. A.I.2.- ANALISIS GRANULOMETRICO DEL GRANZON
PESO TARA =
PESO NETO =
PESO BRUTO =
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100
% Q
UE
PA
SA
ABERTURA TAMIZ mm
CURVA GRANULOMETRICA DEL GRANZON
ABERTURA TAMIZ mm
JAL
ABERTURA PORCENTAJES
76.2 100
50.8 100
38.1 100
25.4 100
19.1 98.38
12.7 96.13
9.5 91.68
6.35 83.48
4.76 74.48
2.38 46.97
1.19 10.73
0.595 4.27
0.297 2.45
0.149 1.24
0.074 0.64
ANEXO. A.I.2.- ANALISIS GRANULOMETRICO DEL JAL
GRANZON
ABERTURA PORCENTAJES
76.2 100
50.8 100
38.1 100
25.4 100
19.1 99.29
12.7 98.57
9.5 89.63
6.35 51.03
4.76 17
2.38 9.13
1.19 6.08
0.595 3.91
0.297 2.36
0.149 0.486
0.074 0.169
ANEXO. A.I.2.- ANALISIS GRANULOMETRICO DEL GRANZON
ANEXO A.I.1.- ENSAYES FABRICADOS CON CEMENTO Y CON LA SUSTITUCIÓN TOTAL O PARCIAL DEL JAL
MATERIAL UNIDAD CANTIDAD P.U. IMPORTE PIEZAS X COSTO % de costo
empleado material material revoltura REVOLTURA PIEZA vs normal
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CEMENTO cemento kg 13.50 $1.50 $20.25
A 3.5 botes de granzon y 7 botes de jal, a esta pieza granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 35 1.18 85.71
se le incrusto en su interior un bote de 600 ml jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
$41.23
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CEMENTO cemento kg 13.5 $1.50 $20.25
T 3.5 botes de granzon y 7 botes de TAPAS granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 30 $0.84 61.21
tapas m3 0.1333
$25.24
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CEMENTO cemento kg 13.5 $1.50 $20.25
G 3.5 botes de granzon y 7 botes de jal, a la cual se le granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 33 $1.25 90.91
añadio PEDAZOS de poliestireno expandido jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
$41.23
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CEMENTO cemento kg 13.5 $1.50 $20.25
H 3.5 botes de granzon y 7 botes de jal, a la cual se le granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 32 $1.29 93.75
añadio UNA PIEZA RECTANGULAR DE POLIESTIRENO jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
EXPANDIDO de dimensiones 1*10*24 CM $41.23
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CEMENTO cemento kg 13.5 $1.50 $20.25
M 3.5 botes de granzon, 3 botes de jal, 4 botes de Pet Molido granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 30 $1.07 77.79
jal m3 0.057 $120.00 $6.84
Pet molido m3 0.0763
$32.08
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CEMENTO cemento kg 13.5 $1.50 $20.25
L 3.5 botes de granzon, 3 botes de jal, 3 botes de Tapas granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 30 $1.07 77.79
jal m3 0.057 $120.00 $6.84
$32.08
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CEMENTO cemento kg 13.5 $1.50 $20.25
C10 3.5 botes de granzon, 7 botes de jal y se introdujo 10 tapas granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 31.3 $1.32 95.85
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
Tapas m3 0.057
$41.23
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CEMENTO cemento kg 13.5 $1.50 $20.25
C20 3.5 botes de granzon, 7 botes de jal y se introdujo 20 tapas granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 32 $1.29 93.75
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
$41.23
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CEMENTO cemento kg 13.5 $1.50 $20.25
C30 3.5 botes de granzon, 7 botes de jal y se introdujo 30 tapas granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 32.5 $1.27 92.31
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
IDENT ENSAYE
$41.23
ANEXO A.I.1.- ENSAYES FABRICADOS CON LA SUSTITUCION TOTAL O PARCIAL DEL CEMENTO
MATERIAL UNIDAD CANTIDAD P.U. IMPORTE PIEZAS X COSTO % COSTO
empleado material material revoltura REVOLTURA PIEZA VS NORMAL
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de CAL cal kg 13.50 $0.80 $10.80
B 3.5 botes de granzon y 7 botes de jal granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 30 $1.06 77.08
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
$31.78
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de YESO yeso kg 13.50 $0.40 $5.40
C 3.5 botes de granzon y 7 botes de jal granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 30 $0.88 63.99
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
$26.38
D Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de MORTERO mortero kg 13.50 $1.08 $14.58
3.5 botes de granzon y 7 botes de jal granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 30 $1.19 86.25
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
$35.56
Pieza de tabicon echa con 7 kg de CEMENTO mas cemento kg 7.00 $1.08 $7.56
E 6.5 kg de CAL y3.5 botes de granzon y 7 botes de jal cal kg 6.50 $0.84 $5.46 30 $1.13 82.47
granzon m3 0.067 $75.00 $4.99
jal m3 0.133 $120.00 $16.00
$34.00
ANEXO A.I.1.- ENSAYES FABRICADOS CON LA SUSTITUCION TOTAL O PARCIAL DEL CEMENTO Y DEL JAL
MATERIAL UNIDAD CANTIDAD P.U. IMPORTE PIEZAS X COSTO % COSTO
empleado material material revoltura REVOLTURA PIEZA VS NORMAL
Pieza de tabicon echa con 7 kg de CEMENTO mas CEMENTO kg 7.00 $1.50 $10.50
CC10 6.5 kg de CAL y3.5 botes de granzon y 7 botes de jal CAL kg 6.50 0.84 $5.46 31.3 $1.18 85.87
a la cual se le coloco 10 tapas granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
Tapas pza 10
$36.94
Pieza de tabicon echa con 7 kg de CEMENTO mas CEMENTO kg 7 $1.50 $10.50
CC20 6.5 kg de CAL y3.5 botes de granzon y 7 botes de jal CAL kg 6.5 $0.84 $5.46 32 $1.15 84.00
a la cual se le introdujo 20 tapas granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
IDENT ENSAYE
IDENT ENSAYE
Tapas pza 20
$36.94
Pieza de tabicon echa con 7 kg de CEMENTO mas CEMENTO kg 7 $1.50 $10.50
CC30 6.5 kg de CAL y3.5 botes de granzon y 7 botes de jal CAL kg 6.5 $0.84 $5.46 32.5 $1.14 82.70
a la cual se le introdujo 30 tapas granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
Tapas pza 30
$36.94
ANEXO A.I.1.- TABICON NORMAL (SIN ALTERACION)
MATERIAL UNIDAD CANTIDAD P.U. IMPORTE PIEZAS X COSTO % COSTO
empleado material material revoltura REVOLTURA PIEZA VS NORMAL
Pieza de tabicon echa con 13.5 kg de MORTERO cemento kg 13.50 $1.50 $20.25
N 3.5 botes de granzon y 7 botes de jal granzon m3 0.0665 $75.00 $4.99 30 $1.37 100.00
jal m3 0.1333 $120.00 $16.00
$41.23
IDENT ENSAYE
