FACULTAD DE INGENIERÍA · de aumentar la resistencia del cemento o neutraliza materias causantes del efecto invernadero con un amplio ciclo de descomposición; por ello, la presente

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA MECÁNICA DEL CONCRETO

INCORPORANDO VIDRIO RECICLADO COMO AGREGADO FINO

EN MUROS DE DEFENSA RIBEREÑA EN TRUJILLO. REGIÓN LA

LIBERTAD 2016

TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO CIVIL

Autor

Anddy Santiago Obando Paredes

Asesor

Dr. Abel Alberto Muñiz Paucar

Línea de investigación

Administración y seguridad en la construcción

LIMA – PERU

2016

II

Página del jurado.

III

DEDICATORIA.

La presente tesis la dedico a nuestro Padre

Celestial, por permitirme todo lo vivido y llegar a

este momento, por concederme salud y

entendimiento, quien me dio fortaleza para no

desmayar en las adversidades que se presentaron,

y continuar en busca de mis objetivos, sin perder

nunca la dignidad ni rendirme en el intento.

A mis padres por sus enseñanzas, atenciones,

los desvelos, la paciencia, el amor, el perdón y por

su apoyo para continuar, con el consecuente

aprender de los errores propios. Y quienes son

para mí admirables y ejemplo de perseverancia.

A mis hermanos, por su amor, el cual resulta

invaluable, su apoyo y desapego para verme

lograr mis metas y seguir adelante.

A mi hijo quien me brida amor puro, sincero el

cual no puedo describir pero si percibir su

grandeza. Por quien aprendí que cada caída

implica soportarla con esperanza para no

desvanecer y continuar.

IV

AGRADECIMIENTO.

A Dios por guiarme y haberme bendecido para

llegar a esta etapa de mi vida y lograr un objetivo

trazado.

A mis padres quienes sin dudar me

acompañaron y mostraron su apoyo en este rumbo

en busca de mis metas, y quienes confiaron en todo

este trabajo para realizarlas, estando siempre

conmigo y de quienes he recibido grandes

lecciones.

A mis familiares por su apoyo en tiempos difíciles,

cuyo cariño es reconfortante.

A mi asesor de tesis y demás ingenieros, quienes

han confiado en mi trabajo, por su capacidad para

guiar mis ideas, sus aportes y participación activa

en el desarrollo de esta tesis, además de su

disponibilidad y paciencia, una gratitud inmensa

para ellos.

V

DECLARACIÓN DE AUTENTICIDAD

Yo OBANDO PAREDES, ANDDY SANTIAGO con DNI Nº 70029754, a efecto de cumplir con las disposiciones vigentes consideradas en el Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Civil, declaro bajo juramento que toda la documentación que acompaño es veraz y auténtica. Así mismo, declaro también bajo juramento que todos los datos e información que se presenta en la presente tesis son auténticos y veraces. En tal sentido asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad, ocultamiento u omisión tanto de los documentos como de información aportada por lo cual me someto a lo dispuesto en las normas académicas de la Universidad César Vallejo.

Lima, 26 de noviembre del 2016.

___________________________________ ANDDY SANTIAGO OBANDO PAREDES

VI

PRESENTACIÓN

Señores miembros del Jurado: En cumplimiento del Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo presento ante ustedes la Tesis titulada “EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA MECÁNICA DEL CONCRETO INCORPORANDO VIDRIO RECICLADO COMO AGREGADO FINO EN MUROS DE DEFENSA RIBEREÑA EN TRUJILLO. REGIÓN LA LIBERTAD EN EL 2016.”, la misma que someto a vuestra consideración y espero que cumpla con los requisitos de aprobación para obtener el título Profesional de Ingeniero Civil.

ANDDY SANTIAGO OBANDO PAREDES

VII

ÍNDICE

Página del jurado. .................................................................................................. II

Dedicatoria. ........................................................................................................... III

Agradecimiento. ................................................................................................... IV

Declaración de autenticidad .................................................................................. V

Presentación ........................................................................................................ VI

Resumen. ............................................................................................................ 10

Abstrac. ................................................................................................................ 11

I. Introducción. .................................................................................................. 12

1.1. Realidad problemática ................................................................................... 13

1.2. Trabajos previos. ........................................................................................... 14

1.2.1.Trabajos nacionales. ................................................................................... 14

1.2.2.Trabajos internacionales. ............................................................................ 16

1.3. Teorías relacionadas al tema . ....................................................................... 17

1.3.1.Concreto y sus componentes. ..................................................................... 17

1.3.1.1.Cemento. ................................................................................................. 17

1.3.1.2.Agregados. ............................................................................................... 20

1.3.1.3.Agua......................................................................................................... 23

1.3.1.4.Aditivos. ................................................................................................... 24

1.3.2.Vidrio. .......................................................................................................... 24

1.3.2.1.Composición del vidrio. ............................................................................ 25

1.3.2.2.Fabricación del vidrio. .............................................................................. 26

1.3.3.Reutilización del vidrio. ................................................................................ 27

1.3.4.El vidrio incorporado en el concreto ............................................................ 27

1.3.5.Seguridad en el uso del vidrio. .................................................................... 29

1.4. Formulación del problema. ............................................................................ 30

1.4.1.Problema general. ....................................................................................... 30

1.4.2.Problemas específicos. ............................................................................... 30

1.5. Justificación del estudio. ................................................................................ 30

1.5.1.En cuanto a la economía. ............................................................................ 31

1.5.2.En cuanto a la técnica. ................................................................................ 31

1.5.3.En cuanto a lo social. .................................................................................. 32

1.5.4.En cuanto al medio ambiente. ..................................................................... 32

1.6. Hipótesis. ....................................................................................................... 33

1.6.1.Hipótesis general. ....................................................................................... 33

1.6.2.Hipótesis específica. ................................................................................... 33

VIII

1.7. Objetivos........................................................................................................ 33

1.7.1.Objetivo general. ......................................................................................... 33

1.7.2.Objetivo específico. ..................................................................................... 33

II. Método. ......................................................................................................... 34

2.1. Diseño de investigación. ................................................................................ 34

2.2. Variables, operacionalización. ....................................................................... 35

2.3. Población y muestra ...................................................................................... 36

2.3.1.Población. ................................................................................................... 36

2.3.2.Muestra. ...................................................................................................... 36

2.4. Técnicas e instrumento de recolección de datos, validez y confiabilidad. ...... 36

2.4.1.Técnica. ...................................................................................................... 36

2.4.2.Instrumento de recolección de datos. .......................................................... 36

2.4.3.Validez. ....................................................................................................... 37

2.5. Método de análisis de datos. ......................................................................... 37

2.6. Aspectos éticos. ............................................................................................. 37

III. Resultados. .................................................................................................... 38

3.1. Molienda del vidrio ......................................................................................... 38

3.2. Diseño de la mezcla. ..................................................................................... 39

3.2.1.Mezcla patrón.............................................................................................. 40

3.2.2.Mezcla con incorporación del vidrio. ............................................................ 41

3.2.2.1. Propiedades de los agregados. ............................................................... 41

3.3. Ensayos de laboratorio .................................................................................. 47

3.3.1.Trabajabilidad.............................................................................................. 48

3.3.2.Resistencia a la compresión. ....................................................................... 49

IV. Discusión. ...................................................................................................... 52

V. Conclusiones. ................................................................................................ 54

VI. Recomendaciones. ........................................................................................ 55

VII. Referencias ................................................................................................... 56

Anexos. ................................................................................................................ 59

Origen del vidrio recicladO.................................................................................... 59

Mapa de ubicación ............................................................................................... 59

Matriz de consistencia: ......................................................................................... 60

Certificado de calidad del cemento Tipo MS ........................................................ 61

Composición del vidrio ......................................................................................... 62

Fabricación de envases de vidrio. ........................................................................ 62

IX

Fabricación del vidrio Plano ................................................................................. 63

Ficha RUC del laboratorio WBG........................................................................... 63

Resistencia a la compresión ASTM C39 .............................................................. 64

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. 1: Evolución la actividad del Sector Construcción 2013 – 2015. 18

Tabla 2. 1: Resistencia mecánica del concreto incorporando vidrio reciclado. 35

Tabla 3. 1: Nomenclatura de los diferentes porcentajes de vidrio incorporado. 38

Tabla 3. 2: Propiedades del agregado grueso y fino. 41

Tabla 3. 3: Análisis granulométrico NTP 339-128 42

Tabla 3. 4: Análisis granulométrico del agregado fino. 43

Tabla 3. 5: Peso específicos de los agregados. 44

Tabla 3. 6: Contenido de sales solubles en los materiales. 44

Tabla 3. 7: Modulo de fineza, cantera El Milagro. 45

Tabla 3. 8: Dosificación para realizar las probetas. 47

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1. 1: Uso del vidrio en relación a su tamaño. 28

Ilustración 1. 2: Almacenamiento y seguridad en el tamizaje del vidrio. 29

Ilustración 3. 1: Maquina de Abrasión de los Ángeles en el laboratorio WDG. 39

Ilustración 3. 2: Cantera de agregados El Milagro – Trujillo. 39

Ilustración 3. 3: Cemento portland Tipo MS Antisalitre con Fortimax 3. 40

Ilustración 3. 4: Análisis granulométrico agregado grueso. 42

Ilustración 3. 5: Curva granulométrica del agregado fino. 43

Ilustración 3. 6: Resistencia mecánica del concreto en relación al factor a/c 46

Ilustración 3. 7: Ensayo de trabajabilidad del concreto. 48

Ilustración 3. 8: Asentamiento del concreto. 48

Ilustración 3. 9: Máquina para ensayo a compresión LM-02 49

Ilustración 3. 10: Resistencia a la compresión de las muestras de concreto. 50

Ilustración 3. 11: valores de la resistencia a compresión a los 28 días. 51

10

Resumen.

En las diferentes industrias del planeta se busca la utilización de materiales que

ayuden a disminuir los índices de contaminación, la industria de la construcción no

es ajeno a esta problemática, busca incorporar materiales cementales o de

características similares a sus materiales apuntando a productos como vidrio,

escoria de alambrón, fibras de plástico e incluso concreto reciclado con la finalidad

de aumentar la resistencia del cemento o neutraliza materias causantes del efecto

invernadero con un amplio ciclo de descomposición; por ello, la presente

investigación evaluación de la resistencia mecánica del concreto incorporando

vidrio reciclado como agregado fino en muros de defensa ribereña en Trujillo.

Región La Libertad en el 2016, busca como objetivo principal evaluar el

comportamiento mecánico del diseño de mezcla de concreto, incorporando vidrio

reciclado como remplazo de un porcentaje del agregado fino; asimismo, tiene a bien

utilizar como objetivo específico analizar la trabajabilidad del concreto en estado

fresco y determinar la resistencia a la compresión del concreto al utilizar vidrio

reciclado como remplazo de un porcentaje de agregado fino en el diseño de mezcla.

Después de desarrollar, en la ciudad de Trujillo, la investigación bajo una

metodología aplicada se obtuvo como resultado que el remplazo del vidrio molido

como agregado fino en un porcentaje del 20% logra la resistencia requerida y a su

vez se contribuye con la conservación del medio ambiente.

11

Abstrac.

In the different industries of the planet we look for the use of materials that help

reduce pollution rates, the construction industry is not unaware of this problem, it

seeks to incorporate cementitious materials or similar characteristics to its materials

targeting products such as glass, Wire slag, plastic fiber and recycled concrete;

Therefore, the present investigation evaluation of the mechanical strength of the

concrete incorporated recycled glass as a fine aggregate in riverside defense walls

in Trujillo. Region La Libertad in 2016, seeks as main principal the mechanical

behavior of the concrete mix design, incorporating recycled glass as the

replacement of the fine aggregate; Also, analyze the workability of the concrete in

the fresh state and determine the compressive strength of the concrete when using

recycled glass as the replacement of the concrete volume in the design of the

mixture. After developing the research under an applied methodology I obtained as

a result that the replacement of glass ground as fine aggregate in a percentage of

20% achieves the required strength and once again contributes to the conservation

of the environment.

12

I. Introducción.

Hablar de desarrollo sostenible implica la utilización de recursos de una manera

concientizada en los diferentes campos de la industria y en la vida cotidiana, en lo

concerniente a la industria de la construcción es influyente en el proceso de

desarrollo global, puesto que a la construcción de las diferentes edificaciones

forman una estructura para el desarrollo de un país, no obstante la mayoría de

veces se opta por la utilización de recursos conocidos y no por materiales que

preserven el planeta y que en realidad ayuden a un desarrollo sostenible; por ello,

se busca utilizar recursos que sean renovables o recursos que causan efectos

negativos para el planeta, es el caso del vidrio que al no ser reciclado de una

manera eficiente y depositado en lugares no adecuados, con el tiempo genera

calentamiento al planeta por la energía que expulsa en su descomposición, la

misma que dura aproximadamente 4000 años al encontrarse expuesto al aire libre,

lo contrario sucede con la incorporación del vidrio reciclado al concreto, se estaría

contribuyendo con el planeta y a la vez mejorando la resistencia a la compresión

del concreto. (Ortego, 2011).

La investigación en desarrollo busca mitigar, en parte, el mal uso del vidrio

después de su utilización en primera instancia, se genera la idea de incorporarlo al

concreto como agregado fino, basado en antecedentes internacionales que

permiten la utilización de la fibra de vidrio, mejorando la resistencia a la flexión,

compresión, abrasión y tenacidad del concreto, con ese antecedente y por la falta

de distribuidores de fibra de vidrio en el país, se propone moler el vidrio para obtener

partículas pasantes al Tamiz N°4 con el objetivo de unificar las partículas y que

estén semejantes a las del agregado fino con el fin de evitar la relación Alcali-Silica,

puesto que el vidrio tiene gran cantidad de silicatos y estos concentrados en un solo

punto pueden ocasionar fisuras al concreto endurecido; lo contrario sucede con el

vidrio molido que presenta propiedades puzolánicas y ayuda a las resistencias del

concreto.

13

Para desarrollar esta investigación de una manea metodológica se divide por

capítulos, el Capítulo I busca dar a conocer el porqué de la investigación, los

objetivos que lo rigen, la justificación del proyecto, principales características y

elementos de las variables en estudio; asimismo, en el Capítulo II se da a conocer

la metodología empleada para lograr los resultados de la investigación; asimismo,

en el Capítulo III evalúa los resultados que se obtuvo luego de realizar los

respectivos ensayos y desarrollar la investigación; para ello, se realiza una

discusión en el Capítulo IV llegando a concluir en el Capítulo V y posteriormente en

el Capítulo VI se dan recomendaciones para el desarrollo de la investigaciones

futuras.

1.1. Realidad problemática.

Desde que el hombre se vio en la necesidad de establecerse en un solo lugar y

dejar de ser errante, se ha visto en la necesidad de explorar diversas formas,

métodos y materiales con los que puedan utilizar para construir su vivienda, con el

transcurrir del tiempo y la necesidad de socializar y desarrollo ha llevado consigo

grandes construcciones públicas y privadas empleando materiales como cal, cenizas,

barro, piedras, y materiales que respondan a ciertos requisitos que se requieren para

la construcción, resistencia a la tracción y compresión, y que ayuden a reducir costos

(Rivera, 2013); por ello, producto de esta búsqueda se tiene al cemento que al ser

mezclado con piedra o agregado grueso, arena y agua da como resultado al concreto,

que es un aglomerante por el aporte de sus materiales el cual en condiciones frescas

se moldeándose fácilmente a distintas figuras complejas y aumenta la resistencia a

la compresión para darle un uso estructural manteniendo un bajo costo; no obstante,

tiene aspectos negativos como la baja capacidad de esfuerzos sometidos a tracción

y se vuelve vulnerable a sales en ambientes húmedos.

En la actualidad, el uso del concreto es el número uno en la industria de la

construcción y por los defectos que posee se busca nuevos productos que al

combinarlo logre como resultado la subsanación de los defectos que presenta

o mejore su compartimiento mecánico, así como reduzca costo de su

producción y utilice materiales que sean naturales o desechos que, por su

mala utilización, a la larga ayudan al calentamiento global del planeta, por ello,

14

se busca materiales para preservar el medio ambiente, es el caso del vidrio

reciclado de las construcciones, como se sabe el vidrio en las construcciones

ha venido siendo usada en forma creciente dado a las ventajas que ofrece

tanto en apariencia, iluminación y también por su forma liviana y versatilidad

de productos. (Hildebrandt Gruppe, 2015).

El aumento considerado en el empleo del vidrio, implica una mayor cantidad

de residuos productos de su utilización, en Trujillo existen diferencias

procedencias del vidrio reciclado, construcción, desechos domésticos e

industriales, por otra parte dentro de la cuenca del rio Moche en Trujillo

desemboca en el océano Pacifico, durante su recorrido pasa por provincias

de Trujillo, Otuzco, Santiago de Chuco y Julcan que nace sobre los 4000

m.s.n.m. En épocas de invierno en la sierra liberteña, el rio crece su caudal y

llega según (Autoridad Nacional del Agua, 2016) a un máximo de 61.78 m3/s

y un promedio de 8.25 m3/s por lo que es necesario mantener su cauce con

el fin de evitar posibles catástrofes o huaycos que conlleven a pérdidas de los

sembríos, animales o personas, puesto que en las riveras del rio Moche son

zonas de alto porcentaje de tierras agrícolas, de ello la importancia de realizar

muros de contención de concreto armado con la incorporación de vidrio molido

en reemplazo del agregado fino.

1.2. Trabajos previos.

1.2.1. Trabajos nacionales.

(Douglas Nizama, 2014) En: “Valoración de residuos crustáceos para

concreto de baja resistencia”, tesis para obtener el título de Ingeniero Civil,

Universidad de Piura, en la cual busca utilizar en su trabajo las conchas

de abanico en sustitución de porcentajes de agregados del concreto de

resistencia 210 Kg/cm2, para ello remplaza en porcentajes de 20%, 40%

y 60%, en peso del agregado grueso, por conchas molidas y las partículas

retenidas en mallas de 1” y 3/4”, sin alterar las propiedades que tiene el

concreto en su estado fresco, luego de su trabajo concluye que se puede

15

remplazar las conchas por el agregado grueso hasta un porcentaje de

40%, pasando el 40%, el concreto, en estado fresco, disminuye la

trabajabilidad y referente a las propiedades mecánicas no logra la

requerida, además, la superficie de las conchas en abanico es lisa por un

lado y rugosa por el otro lado, por ello no logra una adecuada adherencia

entre la pasta de cemento y estas partículas.

(Ramíres Gutiérrez, 2013) En la Tesis “La geogrilla de fibra de vidrio,

en el marco de la mecánica de materiales, como alternativa para la

reparación de pavimentos”, Universidad Ricardo Palma, busca como

objetivo analizar las virtudes de la geogrilla de fibra de vidrio para así

hacer que las posibles fisuras futuras aparezcan en un tiempo más

prolongado, en su proceso de investigación analiza el comportamiento

ante requerimientos cíclicos de dos patrones de pavimento, vigas, sin

refuerzo, uno con GlasGrid y el ultimo con mortero asfaltico, en donde

concluye que tanto el mortero asfaltico como la geogrilla fabricada de fibra

de vidrio logran retardar de una manera considerable la apariencia de

gritas en la superficie, siendo la más efectiva la geogrilla de fibra de vidrio

siendo 228% más efectiva que el mortero asfaltico que se usa

comúnmente para este tipo de trabajos puesto que la diferencia fue de

75% entre las vigas reforzadas tanto con GlasGrid y mortero asfaltico con

respecto a la otra viga no reforzada.

(Loayza Seminario, 2008) En la Tesis: “Reparación de un Muro de

Albañilería Confinada mediante varillas de Fibra de Vidrio”, Ponteficia

Universidad Católica del Perú, señala como objetivo principal; comprobar

de una manera experimental la confiabilidad de una técnica que sirve para

reparar los muros de albañilería confinada que se ha visto deteriorada a

causas de la fuerzas cortante, en la misma que alega que la técnica

ayudara a mejorar la resistencia ante un eventual sismo en los muros; por

ello, después de realizar sus estudios e investigaciones propone aplicar

el método de reparación en los muros de las viviendas, recomendado, de

un piso en las zonas rurales que han sido afectados por los últimos sismos

16

que han ocurrido en el país, por otro lado recomienda la supervisión de

técnicos especialistas para la supervisión de los trabajos de construcción.

1.2.2. Trabajos internacionales.

(Catalan Arteaga, 2013) En la Tesis “Estudio de la influencia del vidrio

en el hormigón grado H15, H20, y H30”, tesis que otorga el título de

Ingeniero Civil en Obras Civiles en la Universidad Austral de Chile, el cual

añade como objetivo general, estudiar la influencia de la adición de vidrio

sobre la resistencia mecánica del hormigón, de grado H15, H20 y H30;

asimismo, señala como hipótesis que la suma de vidrio de una manera

proporcionada mejora las propiedades del hormigón con fines

estructurales, en relación al tradicional hormigón que se emplea

comúnmente en las edificaciones; por ello, concluye que la fabricación de

hormigón el vidrio como agregado es en un porcentaje viable siempre y

cuando se disponga de material suficiente para su utilización, dado que el

autor menciona que el estudio realizado es para residuos domésticos;

además, hace un hincapié en que el reciclaje de botellas de vidrio juega

un papel importante para llevar a cabo el proceso de mezclado ya que

están en una relación directa.

(Enfedaque Díaz, 2008) En la Tesis: “Resistencia a impacto de

morteros de cemento reforzados con fibra de vidrio (GRC).” que otorga el

título de Doctor en Caminos, Canales y Puertos, Universidad Técnica de

Madrid, quien tiene a bien tomar como objetivo principal evaluar de qué

manera influye las cinco formas diferentes de adiciones con respecto al

comportamiento mecánico del GRC, para ello realiza ensayos de

simulaciones mecánicos de esa manera estudiar con más precisión

cuales son los parámetros y factores que influyen en el desempeño del

material, asimismo el autor de este trabajo concluye que al agregarle

productos químicos a al GRC con el fin de frenar o evitar el proceso de

fragilización el resultado no ha sido como se esperaba dando un resultado

en parte deficiente; puesto que, ha comprobado que al pasar del tiempo

17

las adiciones de diferentes de GRC no impiden que las propiedades

mecánicas se deterioren; además, concluye que el aumento del precio no

justifica a las grandes cantidades que se utilizaría para la masificación de

este producto.

(Muñoz Alvarez, 2007) En la Tesis: “Comportamiento mecánico del

hormigón reforzado con fibra de vidrio”, para obtener el título de Ingeniero

Constructor, Universidad Austral de Chile, tiene como objetivo general en

su trabajo el estudio de la influencia que tiene las fibras de vidrio

incorporado en el hormigón, dicha influencia se mide en las propiedades

mecánicas del hormigón, en el mismo trabajo concluye que al aumentar

fibra de vidrio a la mezcla, aumenta la resistencia a la compresión en

pequeñas unidades que varían desde 1.1% en las dosis más baja y de

5.3% en las dosis más alta, y con respecto a la resistencia a la

flexotracción, están en un intervalo desde 4.4% a 20.5% lo cual constituye

en un factor influyente de la resistencia a la flexotracción del hormigón.

1.3. Teorías relacionadas al tema.

1.3.1. Concreto y sus componentes.

Según el (Ministerio de Vivienda Construcción y Saneamiento, 2015

pág. 243) Es una mezcla que está conformada por cemento, que origina

una masa o pasta aglomerante, agregado, que aportan con resistencia a

la compresión de la mezcla, agua y si se desea mejorar o cambiar sus

propiedades con las que cuenta al mezclar los tres elementos se adhiere

aditivos, en porcentajes adecuadas y de esa manera obtener las

propiedades deseadas.

1.3.1.1. Cemento.

Es un material pulverizado, reacciona al hacer mezclada con el agua el

cual permite dar origen a una pasta blanda que en su forma fresca y

18

optima tiene un grado alto de trabajabilidad y cuando se endurece llega a

ser muy resistente, entre sus propiedades del cemento resaltan la

adherencia y la cohesión, por ello le dan la capacidad de aglutinar los

agregado grueso y agregado fino, de esa manera dar origen al concreto,

en cierta forma esta propiedad está en relación a su compuesto químico,

el grado de hidratación, la resistencia que puede lograr, el calor de

hidratación al momento de vaciar el concreto. (Sanchez de Guzman, 2001

pág. 22).

En la tabla 1.1. Se observa la evolución de la actividad del sector

construcción desde el año 2013 al año 2015, donde muestra que en el

año 2013 la construcción alcanzó su pico más alto con 26.48% en el mes

de abril, y en el año 2013 se mantiene con una desaceleración de 13.56%.

Tabla 1. 1: Evolución la actividad del Sector Construcción 2013 – 2015.

Fuente: (Avalo Castilla, 2016)

1.3.1.1.1. Tipos de cemento.

Existen diferentes tipos o clases de cemento dentro del mercado y el

Perú no es ajeno a ello, donde se usa más el cemento Tipo 1, no

obstante existen otros cementos que han sido producidos con el

objetivo de cumplir fines específicos en las diferentes construcciones

como aligerar el proceso de fraguado, disminuir el calor de hidratación

19

al momento del vaciado o que brinda una mayor resistencia ante las

sales el cual lo vuelve más resistente en la humedad.

Se describirá a continuación los tipos de cemento según (Ministerio

de Vivienda Construcción y Saneamiento, 2015 pág. 242).

Cemento Portland. Este producto se obtiene al pulverizar el Clinker

portland el cual contiene silicatos cálcicos obtenido al mezclar a

elevadas temperaturas el óxido de calcio, fierro, aluminio y silicio, a

esta mezcla se le agregando eventualmente el sulfato de calcio

hidratado (CaSO42H2O) comúnmente llamado yeso a temperaturas

elevadas, este producto admite la adición del 1% del total del peso,

siempre y cuando se demuestre que la inclusión de otro material o

sustancia no afecte el desempeño ni propiedades del cemento

resultante y serán pulverizados junto con el clinker.

Cemento Portland Puzolánico tipo 1P. Este cemento portland

presenta en su composición una adición porcentual de puzolana entre

15% y 45%, su fabricación es la misma con yeso y clinker con la

diferencia que se le agrega puzolana, la puzolana en su forma normal

no tiene la propiedad de aglomeración, no obstante al mezclarse con

el agua cuando esta molido tiende a experimentar esta propiedad.

Cemento Portland Puzolánico tipo 1PM. Este cemento portland

presenta en su composición una adición porcentual de puzolana

menos del 15%.

Tipo I. Es un cemento portland que está fabricado a base de yeso y

clinker, es para uso general siempre y cuando las propiedades

especiales especificadas para cualquier otro tipo no sean necesarios,

este tipo de cemento tiene un mayor calor de hidratación que los otros

tipos de cemento. (American Society for Testing and Materials, 2007).

20

Tipo II. Cemento a base de yeso y clinker de uso general, más

especialmente cuando requiere de moderada resistencia a los

sulfatos o en climas cálidos donde se desea un cemento que

proporcione un moderado calor de hidratación como en puentes y

tubería de concreto. (American Society for Testing and Materials,

2007).

Tipo III. Se emplea este tipo de cemento portland cuando el concreto

va a recibir lo antes posible cargas que van actuar sobre la misma y

para ello se requiere desencofrar en menor tiempo. (American Society

for Testing and Materials, 2007).

Tipo IV. Se emplea cuando el proceso de vaciado requiere un bajo

calor de hidratación, es ideal en climas muy cálidos donde se va

efectuar grandes cantidades de vaciado de concreto en donde al

momento del fraguado no deben presentar dilataciones. (American

Society for Testing and Materials, 2007).

Tipo V. Es un cemento portland cuando se necesario una

resistencia alta a sulfato, se emplea en obras como canales,

alcantarillas y obras portuarias las mismas que por encontrarse en

constante contacto con el agua van a tener más posibilidades de

contacto con sulfatos. (American Society for Testing and Materials,

2007).

1.3.1.2. Agregados.

Cuando se habla de agregados, se refiere a materiales granulares

inertes, en su mayoría, extraído natural o de una manera artificial

mediante chancadoras u otro sistema de trituración, estos materiales

varían de acuerdo a la región que se encuentre dentro del país,

pueden ser grava, piedra triturada, arena u hormigón, por otro lado las

características juegan un papel importante en la durabilidad y el

comportamiento del concreto.

21

1.3.1.2.1. Propiedades físicas de los agregados.

Tamaño máximo. Según (Instituto Nacional de Investigación

Tecnológica y Normas Técnicas, 2014 pág. 9) es la abertura del tamiz

por el cual permite que pase toda la muestra e indica cual es la

partícula con más tamaño dentro de la muestra.

Tamaño máximo nominal. Es el menor tamiz de la serie que

produce el primer retenido. Los resultados indican cual es el tamaño

ponderado mayor en una muestra de agregado. (Instituto Nacional de

Investigación Tecnológica y Normas Técnicas, 2014 pág. 9)

Módulo de Fineza. Se adquiere sumando los porcentajes

acumulados retenidos entre los tamices N°4 mm (4,75), N°8 (2.36

mm), N°16 (1.18 mm), N°30 (600 mm), (N°50 de 300 mm) y N°100

(150 mm) siendo la centésima parte del valor de la suma. (Instituto

Nacional de Investigación Tecnológica y Normas Técnicas, 2014 pág.

9).

Densidad relativa. (American Society for Testing and Materials,

2000) También conocida como gravedad específica, se calcula en una

temperatura igual tanto para el agregado como para el agua y es la

relación entre la masa y su volumen de agua a una temperatura, los

resultados son adimensionales y con ello se estima los volúmenes del

agregado dentro de la mezcla.

Peso unitario compactado. (Instituto Nacional de Investigación

Tecnológica y Normas Técnicas, 1999) Es el peso compactado con

respecto a su de volumen, se determina por el apisonado para

agregados con TMN de 37.5 mm o por percusión para los agregados

que tengas entre 37.5 mm y 150 mm de tamaño máximo nominal.

22

Peso unitario suelto. (Instituto Nacional de Investigación

Tecnológica y Normas Técnicas, 1999) Es el peso del agregado suelto

o en estado natural versus a la unidad de volumen que ocupa, el

resultado es menor que el compactado dedo a que ocupa un espacio

mayor.

Capacidad de absorción y porosidad del agregado. La

porosidad está relacionado en primer grado con la resistencia y

adherencia de los agregados y también a su reacción a climas de

temperatura bajo cero, puesto que está relacionado con la capacidad

que tiene el agregado para la absorción de líquidos o agua.

1.3.1.2.2. Propiedades mecánicas de los agregados.

Tenacidad. Es la resistencia que muestra el agregado frente a una

fuerza al impactar, es una propiedad importante dado que si su

tenacidad fuese débil, corre el riesgo que al momento de combinar el

concreto, el agregado disminuye su granulometría y por ende la

resistencia del concreto en obra. (Douglas Nizama, 2014 pág. 10).

Adherencia. Es adquirida mediante las fuerzas de origen físico-

químico que dependen de las características, forma y tamaño, de las

partículas para así ligarlo con la masa originada por el cemento.

(Douglas Nizama, 2014 pág. 10).

Dureza. Cuando el concreto está sometido a desgaste por

abrasión, es recordable utilizar agregados duros, esta propiedad en

los agregados depende de la composición, la procedencia y la

estructura del material. (Douglas Nizama, 2014 pág. 10).

23

1.3.1.2.3. Agregado Fino.

Está conformado por arenas con partículas que varían su tamaño

desde tamiz N°4 (4.75mm) hasta el N° 200 (75µm) puede ser extraída

del rio, mar o tajo. (Instituto Nacional de Investigación Tecnológica y

Normas Técnicas, 2014)

Arena. Es un agregado fino que puede ser de origen natural o

manufacturado, o ambas, es necesario que sus partículas sean

limpias de forma angular resistente y compacto libre de impurezas,

material orgánico y partículas escamosas. (Instituto Nacional de

Investigación Tecnológica y Normas Técnicas, 2014 pág. 243)

1.3.1.2.4. Agregado Grueso.

Puede ser piedra chancada, canto rodado o grava que se obtiene

por la trituración de rocas y sus partículas son mayores a 4.75mm

Grava. Agregado que se origina mediante la desintegración natural

de los materiales pétreos, este agregado se encuentra en canteras y

lechos de ríos que son depositados de manera natural. (Instituto

Nacional de Investigación Tecnológica y Normas Técnicas, 2014 pág.

243).

Piedra triturada o chancada. En la norma del (Instituto Nacional

de Investigación Tecnológica y Normas Técnicas, 2014) define a la

piedra chancada como agregado grueso que se obtiene de manera

artificial al triturar gravas o rocas.

1.3.1.3. Agua.

El agua es un componente esencial para el concreto, ayuda a la

reacción del cemento para formar una masa aglutinante y combinar con

24

los agregados tanto fino como grueso, asimismo para determinar la

relación agua cemento ya que deben estar en forma proporcional, para

(Ministerio de Vivienda Construcción y Saneamiento, 2015 pág. 245)

Se emplea el agua para el curado y preparación del concreto, de

preferencia potable y s no lo fuesen, percatare que estén limpia, libres

de impurezas, aceites, sales u otras sustancias que pueden alterar y

modificar el comportamiento del concreto.

1.3.1.4. Aditivos.

(Instituto Nacional de Investigación Tecnológica y Normas Técnicas,

2006) Define a los aditivos como una sustancia química que se añade

a los componentes del concreto con el fin de alterar algunas

propiedades. Su empleo está sujeto a los requerimientos de la Norma

ITINTEC 39.086 y sujeto a la aprobación, manipulación y supervisión

de profesionales quienes demostraran que el aditivo mantiene en

esencia o lo mejora la calidad del concreto.

1.3.2. Vidrio.

El vidrio es una sustancia versátil que puede tomar forma de acuerdo

al uso que se requiera, su materia prima de fabricación es la sílice (SiO2)

que es procesada mediante la fundición en hornos a altas temperaturas

con fosfatos o boratos; el vidrio al igual con otros elementos o sustancias

se le puede encontrar en los enigmáticos o tectitas y en materiales

volcánicos como la obsidiana; se le llama amorfo porque no representa un

líquido y tampoco es un sólido, su estado es llamado el estado vítreo

donde sus moléculas están desordenadas pero están cohesionadas y

presentando una rigidez mecánica; cuando se calienta, este puede

diluirse hasta su forma líquida y al enfriarse se solidifica y toma la forma

del molde para la cual es fabricado; puede ser de diferentes colores, esto

depende de los ingredientes empleados en su fabricación. (Universidad

Catolica de Argentina, 2008)

25

1.3.2.1. Composición del vidrio.

Al agregar a la materia prima, sílice, diferentes compuestos químicos,

da como resultado diferentes clases de vidrio, de esa manera los

diferentes vidrios comerciales se dividen de acuerdo a su composición

química.

1.3.2.1.1. Vidrios de sílice-cal-sosa.

En la industria de producción de vidrio son los más importantes

debido a la cantidad productiva y a la variedad y versatilidad del uso,

puesto que a través de este compuesto químico se pueden fabricar

vidrios planos, bombillas eléctricas, focos, envases y vajillas de bajo

costo. (Bender, y otros, 2006 pág. 5).

1.3.2.1.2. Vidrios de sílice-potasa-plomo.

Este vidrio está fabricado con una dosificación variable y en la

mayoría de veces alta de óxido de plomo. Sus características se

evalúan desde el punto óptico y en las aplicaciones electrónicas, desde

lo óptico se caracteriza por su alto índice de refracción, la cristalería

para decoraciones y su facilidad de pulido y corte y en las

características electrónicas son resistentes a frente a las radiaciones.

(Bender, y otros, 2006 pág. 5).

1.3.2.1.3. Vidrios de boro silicato.

Este se fabrica combinando el sílice con el óxido de boro que es su

principal componente, el resultado un vidrio más fácil de trabajar y

fundir puesto que lo vuelve más resistente a cambios bruscos de

temperatura; por otro lado, la baja dilatación que posee lo vuelve más

resistente al choque térmico, de allí que se usa en fabricación de

26

hornos domésticos, fibra de vidrio para reforzar plástico o concreto y

materiales de laboratorio. (Universidad Catolica de Argentina, 2008).

Los tipos de vidrio dependen de los diferentes compuestos químicos,

sin embargo, la mayoría de ellos son el resultado de mezclar 4 a 6

elementos, entre caliza, dolomita, arena, carbonato, bórax, sódico,

ácido bórico, sódico, plomo, compuestos de bario y feldespatos. El

resto de ingredientes son aditivos que se agrega en menor proporción

para obtener cualidades específicas como vidrios coloreados, opacos,

duros, vidrios de seguridad, vidrio protector contra el sol, hasta fibra

óptica. (Bender, y otros, 2006 pág. 5).

1.3.2.2. Fabricación del vidrio.

El vidrio se fabrica básicamente a partir de tres grandes elementos

como sílice, un compuesto vetrificante, álcalis compuesto fundente y la cal

que funciona como un estabilizador. El proceso se realiza en hornos

recuperativos, regenerativos o eléctricos que utilizan como fuente de

energía el petróleo, electricidad o gas natural. En el proceso de fabricación

la parte más caliente del horno puede alcanzar temperaturas de 1600

hasta 2800 °C, luego pasa a un enfriamiento controlado que lo va

reduciendo hasta 1000 o 1200 °C que es la temperatura con la cual el

vidrio sale del horno para posteriormente pasar por un túnel de recocido

de temperatura controlada para moldear o darle forma de acuerdo al tipo

de fabricación que se requiera. (Bender, y otros, 2006 pág. 5).

En el caso de la industria de la construcción, el vidrio plano se fabrica

mediante el método llamado “float”. Este proceso fue inventado por

Alastair Pikington en 1952, posteriormente adoptado como un proceso de

fabricación universal de vidrios de alta calidad. El proceso float consiste

en verter la masa de vidrio cuando esta fundida sobre un baño de estaño

en estado líquido, la misma que tiene una planimetría perfecta; por ello el

vidrio opta la superficie plana del estaño fundido mientras demora el

27

proceso de enfriamiento, es de allí que posee una planimetría perfecta sin

la aparición de ondulaciones. (Pearson, 2007 pág. 11).

Los vidrios desarrollan propiedades según los elementos o compuestos

que intervienen en su fabricación, entre las características más

resaltantes son las ópticas, terminas y mecánicas que están relacionado

con la resistencia del vidrio, la decoración del mismo y las propiedades

que posee. En general, el vidrio es un material de apariencia dura,

resistente a la corrosión, frágil y transparente que resiste además al

desgaste y a la compresión. (Poveda, y otros, 2015 pág. 22).

1.3.3. Reutilización del vidrio.

El vidrio, es un material reutilizable a través de los envases o desechos

que deja producto de una construcción, existen dos formas de reutilizar el

vidrio; la primera, cuando se recicla las botellas y se devuelve por medio

del reciclaje y en un futuro tras sufrir un proceso de higienización y

rellenados con el producto que contenga nuevamente son regresados al

circuito comercial, es el caso de botellas de cerveza y gaseosas las que

sufren un reciclado directo; por otro lado, se encuentran las que después

de ser recicladas son trituradas y fundida, reiniciando nuevamente el ciclo

de producción, se hace este proceso a desechos industriales puesto que

el proceso de fabricación de vidrio por medio de vidrios reciclado es más

barato que una fabricación a partir de los insumos primarios. (Cervera

Fantoni, 2006).

1.3.4. El vidrio incorporado en el concreto

Es factible la inclusión de vidrio en el concreto debido a que posee gran

cantidad de sílice y calcio convirtiéndose en un material puzolánico de

propiedades similares al cemento y también comparte características con

los agregados finos, por ello se puede utilizar como arena. La inclusión

del vidrio responde a la relación Alcali-Silica que viene a ser un gel que al

28

expandirse por el concreto causa agrietamientos prematuros, esta

relación está más propicia a darse cuando los tamaños del vidrio son más

grandes puesto que el vidrio tiene alto contenido de sílice y una superficie

amorfa es más vulnerable a un ataque químico con altos contenidos de

alcalinas en este caso presentadas por la pasta producida por cemento;

no obstante, un vidrio molido finamente no tiende a tener esta reacción,

por lo contrario tiene propiedades puzolánicas que evitan la reacción

Alcali-Silica. (Vargas Castro, 2015 pág. 21).

Otros usos que se le dan al vidrio dentro de la construcción, con la

finalidad de conservar el medio ambiente, se detalla en la ilustración 1.1

donde muestra el uso del vidrio en relación a su tamaño lego de ser

reciclado, lavado, triturado y tamizado,

Ilustración 1. 1: Uso del vidrio en relación a su tamaño.

Fuente: (Ling, y otros, 2013)

29

1.3.5. Seguridad en el uso del vidrio.

El personal que labora manipulado vidrio plano, fibra de vidrio o vidrio

molido, está expuesta a peligros que pueden generarle daños o lesiones

a corto o largo plazo es el caso de respirar el polvo del vidrio. El peligro

aumenta cuando se trabaja con vidrio reciclados, puesto que son

depositados en formas irregulares de diferentes tamaños y no se cuenta

con la certeza de que contenía dicho envase y se hace más peligroso el

proceso de triturado y molienda, en el caso de molienda si se desearía

reemplazar por cemento, de lo contrario también existe un peligro al

momento del tamizado, dado que las partículas del vidrio son milimétricas

amorfas las cuales generan pequeñas heridas si estas hacen contacto con

la piel; por otra parte, no es ajeno el inhalar polvo de vidrio el cual es más

peligroso a largo tiempo, puesto que causa daños en el sistema

respiratorio. Por ello En la ilustración 1.2 se muestra la seguridad en el

proceso de tamizaje de vidrio, luego de haber sido triturado y almacenado

en depósitos adecuados conservando la seguridad del personal que lo

manipula.

Ilustración 1. 2: Almacenamiento y seguridad en el tamizaje del vidrio.

Fuente propia, Trujillo 2016.

30

1.4. Formulación del problema.

1.4.1. Problema general.

¿Cómo determinar la resistencia mecánica del concreto incorporando

vidrio reciclado como remplazo del agregado fino?

1.4.2. Problemas específicos.

¿Cómo es la trabajabilidad del concreto en estado fresco al utilizar

vidrio reciclado como remplazo del agregado fino en el diseño de mezcla?

¿Cuál es la resistencia a la compresión del concreto incorporado vidrio

reciclado como reemplazo del agregado fino en el diseño de mezcla?

1.5. Justificación del estudio.

El presente trabajo se desarrolla bajo la necesidad de buscar nuevas

tecnologías o insumos que ayuden a la conservación o mejoramiento del

comportamiento de las partículas del concreto, mecánico y físico, y la

preservación del medio ambiente, por ello se buscó una funcionalidad del

vidrio reciclado incorporándole en el concreto en remplazo del agregado

fino bajo la normativa del (Ministerio de Vivienda Construcción y

Saneamiento, 2015) indica que todos los materiales que tienen

propiedades cementantes son los siguientes: el cemento portland, los

cementos hidráulicos adicionados y los cementos expansivos; asimismo,

incluye en esta categoría a los materiales combinados con cenizas

volantes, otras puzolanas crudas o calcinadas, microsílice, y escoria

granulada de alto horno o ambos, en donde estaría el vidrio puesto que

su producción se desarrolla a temperaturas pasado los 1000 °C limitadas

por las propiedades o calidad de los hornos.

31

1.5.1. En cuanto a la economía.

Se busca en la investigación mitigar el uso excesivo del agregado fino,

con el fin de disminuir la explotación de canteras en áreas destinadas a la

urbanización, por ello se justifica la presente tesis, puesto que busca

realizar una evaluación de la resistencia mecánica del concreto

incorporando vidrio reciclado como agregado fino en muros de defensa

ribereña en la ciudad de Trujillo, los residuos de vidrio provienen de

distintos tipos de desechos, de construcción producto de demoliciones,

construcciones de muros de pantallas ya que el vidrio en la construcción

se está masificando debido a su versatilidad y aparente dureza, así como

la trasparencia del mismo, también se usa en el embotellamiento de

líquidos los que sirven para ser reciclados luego de su utilización, por lo

expuesto se deja notar que la masificación en el uso del vidrio está en

aumento por ende los residuos de igual manera y el costo de su

tratamiento es alto por ello se plantea incorporarlo al concreto.

1.5.2. En cuanto a la técnica.

Justifica técnicamente debido a que se está incluyendo un material no

convencional a los ya conocidos, piedra chancada, hormigos, arena,

cemento y aditivos si son requeridos, es el caso del vidrio que para su

proceso de incorporación se va a moler y tamizar según los estándares

establecidos por la (American Society for Testing and Materials, 2013),

pasándole por el Tamiz N° 4 que separa los agregados finos de los

gruesos, luego de cuerdo a los procedimientos normados por la Norma

(American Society for Testing and Materials, 2006) se verificara su diseño

de muestra con el patrón y los testigos necesarios para encontrar la

resistencia a la compresión en 7, 14 y 28 días de haber sido elaborado los

testigos. Por lo expuesto se busca encontrar un rendimiento y desempeño

mejor que el concreto convencional con una incorporación de vidrio de

10%, 20%, 30% y 40% en remplazo del agregado fino, por las

32

características que posee el vidrio que ayudan a las propiedades del

cemento y lo convierten en un concreto con mayor resistencia mecánica.

1.5.3. En cuanto a lo social.

Las cantidades de vidrio reciclado en Trujillo generan puesto de

trabajos a personas que se dedican a este rubro como una actividad que

los sirve para solventar sus gastos, por otro lado ayuda a la preservación

del ambiente, según (Ortego, 2011) el vidrio se descompone en más de

4000 años y durante su desintegración genera calentamiento al planeta

alterando el ciclo de efecto invernadero, para la utilización se pretende

establecer una relación directa entre reciclador y empresa que utilice para

la construcción de concreto.

1.5.4. En cuanto al medio ambiente.

La utilización de vidrio reciclado en la construcción específicamente en

el concreto, ayudara a mitigar los índices de huella de carbono en la

elaboración de empaques de vidrio y productos afines que contengan

vidrio. Según (Poveda, y otros, 2015) cada kilo de vidrio reciclado, cullet,

reemplaza 1.2 kilos de materias primas por utilizar para la fabricación de

vidrio; asimismo, al usar el 10% de vidrio reciclado ayuda a reducir el 5%

las emisiones de carbono logrando ahorrar el 3% de energía. A nivel

nacional la composición promedio de residuos sólidos domiciliarios, el

vidrio ocupa el 3.1 % y 0.8 % no domiciliarias y con respecto a la lo

estimado en el año 2012 el vidrio se estimó reciclar un total de 197364

toneladas (2.8 %) de residuos municipales de los cuales solo el 55 % es

reciclado debido a su bajo costo que oscila entre 0.05 a 0.09 soles.

(Instituto Nacional de Estadistica e Informatica, 2015).

33

1.6. Hipótesis.

1.6.1. Hipótesis general.

La incorporación de vidrio reciclado como remplazo del agregado fino

en el diseño de mezcla, mejorará el comportamiento mecánico del

concreto armado.

1.6.2. Hipótesis específica.

La utilización del vidrio reciclado en el diseño de mezcla no afectará la

trabajabilidad del concreto en estado fresco.

La resistencia a la compresión del concreto utilizando vidrio reciclado

en el diseño de mezcla, cumplirá con lo reglamentario.

1.7. Objetivos.

1.7.1. Objetivo general.

Evaluar el comportamiento mecánico del diseño de mezcla de concreto,

incorporando vidrio reciclado como remplazo del agregado fino.

1.7.2. Objetivo específico.

Analizar la trabajabilidad del concreto en estado fresco al utilizar vidrio

reciclado como remplazo del agregado fino en el diseño de mezcla.

Determinar la resistencia a la compresión del concreto incorporando

vidrio reciclado como reemplazo del agregado fino en el diseño de mezcla.

34

II. MÉTODO.

2.1. Diseño de investigación.

En el presente proyecto se realizará un tipo de investigación aplicado,

debido a que se orienta a resolver de manera objetiva conflictos que se

presentan en todos los ámbitos de la vida cotidiana del ser humano; asimismo,

esta investigación le interesa conocer la realidad de una manera metodología.

(Ñaupas Paitán, y otros, 2014 pág. 93).

Existen cuatro niveles de investigación, el presente proyecto se enfoca en

el nivel explicativo, dado que explica las propiedades mecánicas de un

concreto convencional en relación con un concreto con la incorporación de

vidrio molido en porcentajes de 10%, 20%, 30% y 40% como remplazo del

peso del agregado fino. Según (Hernandez Sampietri, y otros, 2010 pág. 83).

El presente proyecto es de diseño experimental dado que es un proceso

que busca someter a un objeto en este caso el concreto tradicional, a

determinadas condiciones con el objetivo de observar las reacciones o efectos

que producen al incorporar el vidrio reciclado. (Arias, 2012 pág. 34).

35

2.2. Variables, operacionalización.

Tabla 2. 1: Resistencia mecánica del concreto incorporando vidrio reciclado.

. VARIABLES DEFINICIÓN

CONCEPTUAL DEFINICIÓN

OPERACIONAL DIMENSIONES INDICADORES

Concreto con vidrio reciclado incorporado.

El Reglamento Nacional de Edificaciones (2015) indica que todos los materiales que tienen propiedades cementantes son los siguientes: el cemento portland, los cementos hidráulicos adicionados y los cementos expansivos; asimismo, incluye en esta categoría a los materiales combinados con cenizas volantes, otras puzolanas crudas o calcinadas, microsílice, y escoria granulada de alto horno o ambos, en donde estaría el vidrio molido.

La incorporación de vidrio reciclado como reemplazo de un porcentaje del agregado fino tiene como finalidad el darle un uso positivo, convirtiendo un desecho reusable en un componente del concreto con la finalidad de conservar el medio ambiente.

Trabajabilidad del concreto.

Relación agua cemento.

Absorción del concreto.

Pulgadas

Unidad

Resistencia mecánica del concreto.

Propiedades del concreto frente a fuerzas de compresión, flexión, tenacidad y otras fuerzas que ayudan a la deformación del concreto.

En la presente investigación se tratará de no afectar el comportamiento mecánico del concreto, cumpliendo con lo establecido por el ACI 318S-14 y el Reglamento Nacional de Edificaciones.

Resistencia a la compresión.

Resistencia a la Flexión.

Resistencia a la abrasión.

Mpa

Mpa

Mpa

Fuente propia. Trujillo, 2016

36

2.3. Población y muestra.

2.3.1. Población.

La elección de la población debe de estar enfocado según las

características del caso en estudio. (Hernandez Sampietri, y otros, 2010 pág.

174). Por ello, para el presente proyecto la población es los 5 diseños de

mezcla utilizados en la elaboración de los especímenes.

2.3.2. Muestra.

(Del Cid, y otros, 2011 pág. 90) Es una parte de la población que

comparte las mismas características la cantidad o porcentaje en estudio

se determina de acuerdo a la población o estudio que se realice. Por ello

se realizó un proceso de muestro no probabilístico intencional, en la cual

se dirige el estudio sobre los 45 testigos cilíndricos de concreto, 9 del

modelo patrón, 9 por cada porcentaje de vidrio incorporado; el número de

especímenes se realizó de acuerdo a la Norma ACI 318.08.

2.4. Técnicas e instrumento de recolección de datos, validez y confiabilidad.

2.4.1. Técnica.

En el presente proyecto de investigación se emplea la técnica de

revisión de documentos existentes, Normas NTP y ASTM y observación

directa, mencionada técnica hace referencia a la revisión de datos

valederos y recopilación de información observable mediante fichas de

recolección de datos. (Hernandez Sampietri, y otros, 2010 pág. 260).

2.4.2. Instrumento de recolección de datos.

La información se realizará mediante fichas de recolección de datos

formulados por el investigador acopladas de la Normas NTP y ASTM.

37

Estos instrumentos ayudaran a recolectar características que se requiera

en la investigación. (Hernandez Sampietri, y otros, 2010 pág. 200).

2.4.3. Validez.

El presente trabajo muestra una validez de contenido, en ello hace

referencia a la información que se encuentra un instrumento con relación

a las características de los elementos en estudio. (Hernandez Sampietri,

y otros, 2010 pág. 201). Por ello, la información del instrumento lo validan

el laboratorio WBG donde se desarrolló la presente investigación.

2.5. Método de análisis de datos.

Los datos obtenidos de la investigación se analizaran mediante la

comparación de resultados obtenidos del laboratorio de las distintas muestras

con el respectivo patrón mediante la media aritmética; de ese modo se llegara

a determinar, comparar y concluir con los resultados de acuerdo a las

hipótesis planteadas.

2.6. Aspectos éticos.

El presente proyecto de investigación se desarrollara respetando las

normas y ambientes donde se ha desarrollado la tesis.

38

III. Resultados.

Para una mejor interpretación de los resultados se denominara a las

diferentes mezclas según la siguiente tabla 3.1. Donde muestra que cuando no

se incorpora vidrio molido se le llamara un concreto C-0, con 10% de vidrio

molido, un concreto C-10, para un concreto con 20% de incorporación de vidrio

molido se le llama concreto C-30 y por consiguiente para un concreto con 40%

de vidrio incorporado se le asignara la concreto una nomenclatura de concreto

C-40 con la única finalidad de realizar mejor el estudio e interpretar de una

forma más ordenada los resultados.

Tabla 3. 1: Nomenclatura de los diferentes porcentajes de vidrio incorporado.

Fuente propia Trujillo 2016.

3.1. Molienda del vidrio.

Para obtener el vidrio molido, primeramente se obtuvo de la remodelación

de una edificación en la calle La Constancia 534 Trujillo, La Libertad.

Posteriormente se lavó el vidrio con el fin de limpiar las impurezas y polvos

que estaba expuesto el vidrio; luego, se pasó al chancado con una comba

para disminuir el tamaño original del vidrio en partículas de aproximadamente

de 2cm a 5 cm; después, de triturar el vidrio se llevó a la molienda en la

máquina de Abrasión de los Ángeles, como se muestra en la ilustración 3.1,

ubicada en el laboratorio de ingeniería WBG en la Urb. San Martin en la ciudad

de Trujillo; asimismo, se tamizo con el tamiz N°4 (4.75 mm) malla que separa

las gravas del agregado fino según (American Society for Testing and

Materials, 2013) en la Norma ASTM C33 y se llevó el tamizaje respectivo

siguiendo la Norma ASTM C136. También se realizó el tamizaje del agregado

fino con la misma malla, con la finalidad de homogenizar ambos agregados.

% INCORPORADO NOMENCLATURA

10%

30%

0

20%

C-0

C-20

40%

C-10

C-30

C-40

39

Ilustración 3. 1: Maquina de Abrasión de los Ángeles en el laboratorio WDG.


3.2. Diseño de la mezcla.

El diseño de mezcla, tanto para el concreto patrón como para los

incorporados con vidrio reciclado, se realizara siguiendo el método americano

ACI 211 Guía Para la Elaboración de Porciones de Hormigón, el material se

extrajo de la cantera El Milagro – Trujillo tal como se muestra en la ilustración

3.2, los ensayos se realizaron en el Laboratorio de Ingeniería WBG y se

utilizando Cemento Ms de la marca Pacasmayo.

Ilustración 3. 2: Cantera de agregados El Milagro – Trujillo.


40

3.2.1. Mezcla patrón.

Para analizar y realizar las comparaciones del comportamiento mecánico

de las mezclas con incorporación de vidrio reciclado en 10%, 20%, 30% Y

40% del agregado fino es pertinente realizar una muestra utilizando

materiales convencionales a las mismas que llamaremos muestra patrón,

consta de un testigo cilíndrico el cual será el punto de referencia que servirá

para analizar el comportamiento del concreto nuevo, la fuerza del concreto

patrón será diseñada para una resistencia 210 kg/cm2 con dimensiones de

piedra chancada de 3/4” utilizando un cemento portland Tipo MS Anti salitre

con Fortimax 3, su presentación se puede apreciar en la ilustración 3.3,

fabricado por Cementos Pacasmayo empresa con mayor producción de

cemento en el norte del Perú, se opta por este cemento debido a que los

muros de defensa rivereña se encuentran en constante contacto con la

humedad y el cemento de tipo MS una de sus características es resistencia

moderada a salitres; asimismo, la cantera utilizada para la extracción de

materiales es la cantera de El Milagro.

Ilustración 3. 3: Cemento portland Tipo MS Antisalitre con Fortimax 3.

Fuente: Pacasmayo, 2016

41

3.2.2. Mezcla con incorporación del vidrio.

La incorporación de vidrio se realiza después de separar las partículas

del vidrio pasadas por el tamiz N°4, el proceso consiste en sacar un

porcentaje de agregado fina en este caso arena y reemplazarlo en la misma

cantidad por vidrio reciclado ya molido y tamizado; para ello también se

tamizo el agregado fino del mismo modo se realzo el tamizado del material

grueso. Las operaciones del diseño de mezcla y muestreo se llevaron en el

laboratorio WDG bajo la supervisión del personal técnico y siguiendo las

Normas respectivas del reglamento americano ASTM C33.

3.2.2.1. Propiedades de los agregados.

Las propiedades de los agregados extraídos de la cantera el Milagro

en la ciudad de Trujillo se obtuvo en el laboratorio WDG y los resultados

se muestran en la tabla 3.2 en la que especifica que la humedad natural

es 0% debido a la procedencia de la cantera y a que la temperatura de

la ciudad de Trujillo es elevada.

Tabla 3. 2: Propiedades del agregado grueso y fino.

Fuente propia: Trujillo 2016.

3.2.2.1.1. Análisis granulométrico.

Para el análisis granulométrico se realizó siguiendo la Norma

técnica peruana NTP 400.012 que tiene como antecedente en la

Norma americana ASTM C-136 cuyo objetivo es determinar la

distribución granulométrica de las partículas de los agregados y los

resultados se muestran en la tabla 3.3 donde muestra que el

PROPIEDADES PIEDRA ARENA

PESO UNITARIO COMPACTADO (kg/m3) 1.548 1.703

PESO UNITARIO SUELTO (kg/m3) 1.427 1.587

ABSORCION DEL AGUA % 0.82 0.94

HUMEDAD NATURAL % 0 0

42

tamaño máximo de la piedra es de 3/4" correspondiente al

agregado grueso.

Tabla 3. 3: Análisis granulométrico NTP 339-128

MATERIAL PIEDRA CHANCADA D máx. = 3/4"

Peso Inicial (gr)

1253.00

Peso final (gr)

1253.00

Diferencia de Pesos

0.00

Tamiz Abertura Peso % Ret. % Ret. %

N° mm Ret. Parc. Acum. Pasa

1 " 25.40 0.00 0.00 0.00 100.00

3/4 " 19.05 917.00 73.18 73.18 26.82

1/2 " 12.50 181.00 14.45 87.63 12.37

3/8 " 9.25 95.00 7.58 95.21 4.79

N° 4 4.76 60.00 4.79 100.00 0.00

R 0.00 0.00 0.00 100.00 0.00

1253.00 100.00

Fuente propia: Trujillo 2016

En la ilustración 3.4 se muestra la curva granulométrica del

agregado grueso, donde muestra un agregado homogéneo, lo que

es ventajoso para el diseño de mezcla, puesto que ayuda a

homogenizar la mezcla proporcionando una mayor adherencia.

Ilustración 3. 4: Análisis granulométrico agregado grueso.


43

En la tabla 3.4 se muestra las mallas utilizados en el tamizaje del

agregado fino de acuerdo a la Norma ASTM – C136, también se

muestra en las dos columnas derechas los márgenes

reglamentarios.

Tabla 3. 4: Análisis granulométrico del agregado fino.


En la ilustración 3.5 se muestra la curva granulométrica del

agregado fino, donde se muestra un agregado fino homogéneo con

las partículas de vidrio.

Ilustración 3. 5: Curva granulométrica del agregado fino.


Peso Muestra Inicial (gr)

Peso Muestra final (gr)

Diferencia de Pesos

Tamiz Abertura Peso % Ret. % Ret. %

N° mm Ret. Parc. Acum. Pasa

3/8" 9.52 0.00 0.00 0.00 100.00 100 100

N° 4 4.75 0.00 0.00 0.00 100.00 90 100

N° 8 2.38 103.00 9.95 9.95 90.05 80 100

N° 16 1.19 215.00 20.77 30.72 69.28 50 85

N° 30 0.60 315.00 30.43 61.16 38.84 25.00 60

N° 50 0.30 203.00 19.61 80.77 19.23 10 30.00

N° 100 0.15 168.00 16.23 97.00 3.00 2 10

PLATO 0.00 31.00 3.00 100.00 0.00 0 0

TOTAL 0.00 1035.00 100.00

Margenes

Reglamentarios

MATERIAL ARENA GRUESA

1035.00

1035.00

0.00

44

3.2.2.1.2. Peso específico del agregado.

Después de desarrollar los procesos de acuerdo a la Norma ASTM

C-136 en la tabla 3.5 se muestra los resultados del agregado grueso

cuyo peso específico es de 2.658 y de la arena gruesa 2.709 valores

que ayudan al diseño de mezcla de acuerdo al comité ACI 211.

Tabla 3. 5: Peso específicos de los agregados.


3.2.2.1.3. Contenido de sales solubles.

En la tabla 3.6 muestra un promedio de sales solubles de los

agregados de 0.064 % entre el agregado grueso y la arena fina, lo

que indica que tiene un valor insignificante de sales.

Tabla 3. 6: Contenido de sales solubles en los materiales.

Fuente propia: Trujillo, 2016

45

3.2.2.1.4. Módulo de fineza.

Al igual que en agregado grueso se tiene un tamaño máximo

nominal de 3/4" en el agregado fino se evalúa el módulo de fineza

de la arena gruesa con la finalidad de desarrollar el diseño de mezcla

siguiendo el procedimiento del comité ACI 211, en la tabla 3.7

muestra que el módulo de fineza de la arena gruesa extraída de la

cantera el milagro tiene un módulo de fineza de 2.8.

Tabla 3. 7: Modulo de fineza, cantera El Milagro.


3.2.2.1.5. Relación agua cemento.

La relación agua cemento a/c altamente relacionado con las

propiedades mecánicas como a la flexión y compresión del

concreto, así como las acciones de curado y la edad del concreto

se desarrollen siguiendo un proceso adecuado durante el

endurecimiento del concreto. No obstante, el que de todos los

factores el que más influye es la relación a/c puesto que mientras

mayor sea la cantidad de agua en la mezcla del concreto, menor

será la resistencia, debido a que a medida que la pasta se va

endureciendo en sus partículas van quedando porros llenos de

agua y aire que no contienen resistencia, de ello que a mayor

cantidad de poros la resistencia disminuye y por lo contrario si la

Tamiz P. Retenido % Retenido % Acumulado % Pasa

N° 4 0.00 0.000 0.000 100.00

N° 8 103.00 9.950 9.950 90.05

N° 16 215.00 20.770 30.720 69.28

N° 30 315.00 30.430 61.160 38.84

N° 50 203.00 19.610 80.773 19.23

N° 100 168.00 16.232 97.005 3.00

Resto 31.00 3.000 0.000 100.00

1035.00 279.61

279.61

100.00

Modulo de Finura2.80

46

cantidad de poros es menor, entonces la resistencia tiende a

aumentar. (Kotmaka, y otros, 2004). En esta relación en la

ilustración 3.6, (Araya, 2012 pág. 15) muestra la relación entre la

resistencia del concreto con la relación agua cemento.

Ilustración 3. 6: Resistencia mecánica del concreto en relación al factor a/c

Fuente: (Araya, 2012 pág. 15)

Según (Araya, 2012 pág. 17) Para una buena hidratación del

cemento es recomendado utilizar el 25% de agua, con ello

recomienda una relación agua/cemento de 0.55 con el objetivo de

aumentar el nivel de trabajabilidad del concreto se debe elevar la

relación a/c a 0.4 y 0.8; no obstante, esta relación tiende a tener

mayormente 0.5 y 0.6.

Por otro lado es necesario saber la relación que se va usar,

puesto que este repercute económicamente en el costo de la obra,

en una relación agua cemento alto el consto incrementaría ya que

el cemento es el material más caro dentro del concreto, en cambio

en una relación agua cemento bajo el consto disminuye, no

obstante se debe buscar una relación adecuada para que cumpla

con los requisitos de trabajabilidad y compresión requerida cuando

esta endurecido.

47

3.2.2.1.6. Dosificación de las mezclas.

Después de realizar los ensayos de granulometría pertinentes y

saber las propiedades de los agregados se pasó a realizar la

dosificación de la muestra, el diseño de mezcla patrón se obtuvo

bajo la supervisión y certificación del laboratorio WDG en la ciudad

de Trujillo. En la tabla 3.8 se muestra las proporciones de

agregados, cemento y agua empleados para las mezclas.

Tabla 3. 8: Dosificación para realizar las probetas.

Cantidad de vidrio 0% 10% 20% 30% 40%

Fr Kg/cm2 210 210 210 210 210

Razón a/c 0.55 0.55 0.55 0.55 0.55

Dosis del agua Lt 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5

Cemento Kg 10 10 10 10 10

Piedra chancada 3/4" Kg 21.2 21.2 21.2 21.2 21.2

Arena Kg 20.7 18.6 16.6 14.5 12.4

Vidrio Kg 0 2.1 4.1 6.2 8.3


3.3. Ensayos de laboratorio.

Para medir el estado de un concreto, fresco y endurecido es necesario

realizar ensayos de campo como de laboratorio, de ese modo garantizar el

buen desempeño del concreto en la obra, es diferente cuando se realizan

construcciones bajo una supervisión y dirección técnica, está por lo general

logra los estándares de calidad requeridos en el tiempo pronosticado, lo

contrario sucede cuando son construcciones autoconstruidas o que no

cuentan con una supervisión o asesoramiento técnico y no realizan los

ensayos pertinentes para ver la calidad de sus agregados, los resultados

suelen ser deficientes y que con el tiempo se ve afectado por cargas no

calculadas o por uso de materiales inadecuados.

48

3.3.1. Trabajabilidad.

El ensayo de trabajabilidad se realizó en estado fresco luego de hacer

los ensayos de granulometría del agrego grueso, fino y vidrio, y mezclar el

concreto respetando el diseño de mezcla. En consecuente, primero se hizo

el ensayo de trabajabilidad para la muestra patrón, luego con la

incorporación de vidrio al 10%, 20%, 30% y por último el diseño de mezcla

al 40% tal como se muestra en la ilustración 3.7 el ensayo de trabajabilidad

juntamente con la cinta métrica.

Ilustración 3. 7: Ensayo de trabajabilidad del concreto.


Para determinar la trabajabilidad del concreto se hizo el ensayo de

concreto para los tres tipos de mezcla, siguiendo la Norma ASTM C143.

Ilustración 3. 8: Asentamiento del concreto.


5.806.30

7.007.90

8.70R² = 0.9899

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

C-0 C-10 C-20 C-30 C-40

ASENTAMIENTO (cm)

ASENTAMIENTO (cm) Tendencia del Asentamiento

49

Se muestra en Ilustración 3.8 que con un 10% de vidrio reciclado varia

0.5 cm con respecto la muestra patrón que tiene un asentamiento de 5.80

cm; asimismo, si observamos en el otro extremo, incorporando vidrio

reciclado en un 40% el asentamiento es de 8.70 cm lo cual varia 2.90 cm

con respecto al diseño patrón. Asimismo muestra las diferentes

dimensiones de asentamiento que se obtuvo de acuerdo a la cantidad de

vidrio reciclado incorporado en remplazo del agregado fino.

3.3.2. Resistencia a la compresión.

La rotura de probetas para determinar la resistencia a compresión,

ensayo a compresión, se realizó a las edades de 7, 14 y 28 días de haber

realizado la muestra. Se realizaron 45 muestras, es decir, 3 muestras

cilíndricas para el diseño patrón, 3 muestras cilíndricas para el concreto

incorporando vidrio al 10 % en remplazo del agregado fino, 3 muestras con

el vidrio incorporado al 20 %, 3 muestras cilíndricas con 30% y 3 con 40%

de vidrio reciclado incorporado; con ello se evalúa los tres tipos de concreto

en las tres edades. Los ensayos se ejecutaron siguiendo la Norma ASTM

C39 en el laboratorio WDG, en la máquina de ensayos, como se muestra

en la ilustración 3.9 LM-02 30000 KN, Type Digital Dynamometry Appea.

Ilustración 3. 9: Máquina para ensayo a compresión LM-02


50

La máquina LM-02 muestra los resultados de la compresión en MPa,

megapascales y en kilonewtons (KN) por ello es necesario realizar una

conversión de unidades para obtener el resultado de la compresión en

Kg/cm2. Los resultados se obtuvieron mediante la ecuación de tención de

rotura siguiente.

𝑅 =P

S

Donde:

R: Resistencia a la compresión (kgf/cm2)

P: carga máxima aplicada por la maquina en el ensayo (kgf)

S: área de la sección de la probeta que recibe la carga (cm2)

Los resultados de resistencia a la compresión obtenida de los cinco tipos

de mezcla a cada edad de las muestras cilíndricas de concreto se muestran

en la Ilustración 3.10.

Ilustración 3. 10: Resistencia a la compresión de las muestras de concreto.


0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

7 DÍAS 14 DÍAS 28 DÍAS

C-0 15.53 17.60 20.83

C-10 16.14 18.29 21.43

C-20 16.51 18.89 22.15

C-30 15.25 17.24 20.57

C-40 14.44 16.40 19.46

Res

iste

nci

a a

la c

om

pre

sió

n (

Mp

a)

Resistencia a la compresión del concreto

51

Los valores de la ilustración 3.10 se obtuvieron tras utilizar una relación

agua/cemento de 0.55 en los cinco diferentes tipos de mezcla, el peso del

agregado grueso se mantuvo, junto con el cemento, no obstante, se cambió

el porcentaje de arena según el correspondiente.

En la ilustración 3.10 se muestra la resistencia de la muestra patrón y

concreto incorporando vidrio reciclado en los porcentajes de 10%, 20%,

30% y 40% a las edades de 7, 14 y 28 días, de donde se deduce que el

vidrio si ayuda al incremento de la resistencia a la compresión cuando se

le agrega 10% y 20%; lo contrario sucede si se le aumenta el 30% de vidrio,

ya que la resistencia a la compresión empieza a disminuir.

Ilustración 3. 11: valores de la resistencia a compresión a los 28 días.


Se puede observar en la ilustración 3.11 que la incorporación del vidrio

genera un aumento en la resistencia a la compresión del concreto, no

obstante al agregar vidrio reciclado en un 30% del agregado fino, la

compresión disminuye en un 1.5 % respecto a la muestra patrón y

disminuye 7% si se incorpora 40% de vidrio reciclado; lo contrario sucede

cuando se incorpora el 10% y 20% de vidrio reciclado como remplazo del

agregado fino, en este caso la resistencia a la compresión aumente en 3%

y 6% respectivamente con respecto a la muestra patrón a la edad de 28

días.

20.83

21.43

22.15

20.57

19.46

19.00

19.50

20.00

20.50

21.00

21.50

22.00

22.50

0 1 2 3 4 5 6

Res

iste

nci

a a

la c

om

pre

sió

n (

Mp

a)

Muestras de concreto

Resistencia mecánica del concreto a los 28 días

52

IV. DISCUSIÓN.

En la presente investigación se concuerda con (Poveda, y otros, 2015)

puesto que señala que entre los elementos arrojados a los basureros, el vidrio

es el uno de los materiales que dura más tiempo en descomponerse; por otro

lado, el no aprovechar recursos como este implica la contaminación y durante

el calentamiento que genera al descomponerse produce gases de efecto

invernadero; asimismo, en la página 12 de la presente investigación se

menciona a (Ortego, 2011) en su libro Medio Ambiente y Educación donde

también conceptualiza que el proceso de descomposición del vidrio es

aproximadamente de 4000 años, por ello en la investigación se trata de

reutilizar el vidrio neutralizando su proceso de descomposición y convirtiendo

en un agregado fino que además de ayudar a conservar el medio ambiente,

ayuda a mejorar la resistencia a la compresión del concreto utilizando en

cantidades adecuadas.

La resistencia a la compresión en la presente investigación aumenta de

acuerdo se le agrega el porcentaje de vidrio reciclado hasta un 20%, no

obstante tiende a disminuir a partir del 30% de incorporación de vidrio reciclado,

esto debido que el cemento contienen silicio al igual que el vidrio y esta

propiedad ayuda al endurecimiento del concreto; no obstante, en proporciones

altas reduce la resistencia debido la relación álcali-sílice. Para (Segarra, 2008)

menciona que esta relación se desarrolla al producirse la disolución alcalina de

los poros del concreto y los minerales silíceos de algunos áridos reaccionan

formando un gel, que al entrar en contacto con agua, aumenta su volumen,

provocando la aparición de fisuras, es por ello que se debe incorporar vidrio en

porcentajes adecuados para no caer en exceso cantidad de sílice en la mezcla

de concreto.

Después de haber desarrollado los procesos experimentales de la presente

investigación, se puede observar los resultados ubicada en la página 48 de la

presente investigación los mismos que indican que el asentamiento del

concreto, realizados de acuerdo a la Norma ASTM C143, están directamente

53

proporcionales entre el porcentaje de vidrio reciclado incorporado al concreto y

la distancia de asentamiento, es decir si se agrega el 10% de vidrio incorporado

el asentamiento es de 6.00 cm, asimismo si se le agrega el 40% de vidrio

reciclado el asentamiento aumenta a 9.00 cm, lo cual indica que mientras mayor

sea el porcentaje de incorporación de vidrio, más fluida será la mezcla de

concreto esto debido a la impermeabilidad del vidrio a diferencia del agregado

fino, extraído de la cantera El milagro, que muestra un porcentaje de absorción

del 94% indicada en la página 41 de la presente investigación.

Asimismo, con respecto a investigaciones realizadas, los resultados de

trabajabilidad descritos por (Douglas Nizama, 2014) al incluir residuos

crustáceos manifiesta que se altera la trabajabilidad del concreto y disminuye

la resistencia mecánica al incorporar el 20%, 40% y 60% en remplazo del

agregado grueso puesto que no logra una adherencia adecuada debido a la

superficie de la concha en abanico. En cambio al agregarle vidrio molido y

tamizado las partículas tienen forma granular con partículas angulares por ello

que la adherencia entre pasta de cemento, el agregado grueso, la arena y el

vidrio es de una forma uniforme.

(Muñoz Alvarez, 2007) Citado en los antecedentes en la página 17 de la

presente investigación después de incorporar fibra de vidrio en pequeñas

cantidades, manifiesta que incrementa la resistencia a la compresión desde

1.1% en la dosis más baja hasta 5.3% en la dosis más alta, no obstante, no

describe la relación que existe entre el porcentaje de fibra de vidrio incorporado

con la resistencia a la compresión si es directamente proporcional o hasta qué

punto se puede agregar la fibra de vidrio; por ello, en relación a la investigación

se observa en la Ilustración 3.11 que la resistencia máxima obtenida en la

presente investigación es cuando se agrega el 20% de vidrio reciclado molido

obteniendo una resistencia de 22.15 Mpa. lo que indica que se obtuvo una

resistencia de 6% más que la muestra patrón, además dicho resultado muestra

una desviación estándar de 5, lo que significa que el resultado obtenido varia

en más o menos 0.5 Mpa.

54

V. CONCLUSIONES.

Las conclusiones a las que llegue están en la concordancia con los objetivos,

general y específico, marco teórico y la aplicación del instrumento. Los

resultados son los siguientes.

- La resistencia mecánica del concreto aumenta en 6% cuando al concreto

tradicional se le aumenta 20% de vidrio reciclado en remplazo del agregado

fino; no obstante, disminuye cuando se le agrega 30% en 1.5% la

resistencia a la compresión y cuando incorporamos 40% de vidrio reciclado

disminuye en 7% la resistencia con respecto a la resistencia obtenida por

la muestra patrón.

- Los índices de trabajabilidad obtenidos incorporando vidrio reciclado al

concreto se encuentran en relación directa mientras más vidrio contenga la

mezcla se vuelve más fluido, por ello se debe realizar ajustes en el

contenido de agua para unificar la mezcla que se encuentre dentro de los

parámetros requeridos por el diseño de mezcla.

- Incorporando el 20 % de vidrio reciclado al concreto, se obtiene una

resistencia de 22.15 Mpa. a los 28 días de curado a comparación de la

muestra patrón que tiene una resistencia promedio de 20.83 Mpa. lo que

significa que la resistencia a compresión del concreto incorporado vidrio

reciclado es 6 % más resistente que el concreto tradicional; no obstante, al

agregar 30% de vidrio reciclado molido y tamizado la resistencia mecánica

es de 20.57 Mpa disminuyendo en 1.5% con respecto a la muestra patrón.

55

VI. RECOMENDACIONES.

- Después de los resultados obtenidos en la presente investigación, se

recomienda al ministerio de vivienda, e instituciones encargadas de la

elaboración del reglamento nacional de edificaciones, ITINTEC, ampliar más

sobre esta investigación, para así lograr la normalización mediante

parámetros de la utilización del vidrio reciclado en el país.

- Dada la importancia que tiene la presente investigación, sobre la

conservación del medio ambiente se recomienda el apoyo financiero y

metodológico, para el desarrollo de investigaciones sobre la incorporación

de materiales reciclables como es el vidrio en el concreto; asimismo, invertir

en programas de concientización para así poder adquirir de suficiente

material y de esa manera evitar el desperdicio del vidrio y manejo

inadecuado en el proceso de reciclaje puesto que después de obtener el

resultados se ve que es viable el uso del vidrio en el ámbito de la

construcción.

- El proceso de trituración, molienda, tamizado y manipulación del vidrio es

riesgoso, se recomienda el uso bajo medidas de seguridad como lentes,

respirador, guantes y zapatos adecuados con el fin de evitar algunos

contactos y la absorción del polvo de sílice, las misma que en cantidades

alarmantes puede ocasionar daños en las vías respiratorias.

- Por último, se recomienda a futuros resistas realizar los costos que implica

la utilización de este producto así como determinar las diferentes

resistencias de acuerdo al tipo de vidrio, puesto que durante la investigación

se observó que existen al menos tres tipos de vidrio, el cual el objeto de esta

investigación se basa en el reciclaje del vidrio plano producto de la

demolición de edificaciones.

56

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Rivera, Gerardo. 2013. Concreto Simple. Cauca : Universidad del Cauca, 2013.

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Sanchez de Guzman, Diego. 2001. TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Y EL MORTERO. Santa Fé de

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Vargas Castro, David Andres. 2015. REUTILIZACIÓN DE VIDRIO PLANO EN LA ELABORACIÓN DE

MORTEROS DE CEMENTO. Cartago : Instituto Tecnológico de Costa Rica, 2015.

59

ANEXOS.

Origen del vidrio reciclado

Fuente: (Google, 2016)

Mapa de ubicación

Fuente: (Google, 2016)

60

Matriz de consistencia:

Evaluación de la resistencia mecánica del concreto incorporando vidrio reciclado como agregado fino en muros de defensa ribereña en Trujillo. Región La Libertad en el 2016.

PROBLEMAS OBJETIVOS HIPÓTESIS VARIABLES DIMENSIONES

P. GENERAL O. GENERAL H. GENERAL V.DEPENDIENTE DIMENSIÓN V1.

¿Cómo determinar la resistencia mecánica del

concreto incorporando vidrio reciclado en remplazo del

agregado fino?

Evaluar el comportamiento mecánico del diseño de

mezcla de concreto, incorporando vidrio reciclado como remplazo del agregado

fino.

La incorporación de vidrio reciclado como remplazo del agregado fino en el diseño

de mezcla, mejorará el comportamiento mecánico

del concreto.

CONCRETO CON VIDRIO

RECICLADO INCORPORADO

Trabajabilidad del concreto

Relación agua cemento

P. ESPECIFICOS O. ESPECÍFOS H. ESPECÍFICA V.

INDEPENDIENTE DIMENSIÓN V2.

¿Cómo es la trabajabilidad del concreto en estado fresco al utilizar vidrio reciclado como remplazo del agregado fino en el diseño de mezcla?

Analizar la trabajabilidad del concreto en estado fresco al utilizar vidrio reciclado como remplazo del agregado fino en el diseño de mezcla.

La utilización del vidrio reciclado en el diseño de mezcla no afectará la trabajabilidad del concreto en estado fresco.

RESISTENCIA MECANICA

Resistencia a la compresión

¿Cuál es la resistencia a la compresión del concreto incorporado vidrio reciclado como reemplazo del agregado fino en el diseño de mezcla?

Determinar la resistencia a la compresión del concreto incorporando vidrio reciclado como reemplazo del agregado fino en el diseño de mezcla.

La resistencia a la compresión del concreto utilizando vidrio reciclado en el diseño de mezcla, cumplirá con lo reglamentado.

Resistencia a la flexión

61

Certificado de calidad del cemento Tipo MS

62

Composición del vidrio

Fuente: (Catalan Arteaga, 2013)

Fabricación de envases de vidrio.

Fuente: (JUMO Control S.A., 2015 pág. 6)

63

Fabricación del vidrio Plano

Fuente: (JUMO Control S.A., 2015 pág. 10)

Ficha RUC del laboratorio WBG

Fuente: (SUNAT, 2016)

64

Resistencia a la compresión ASTM C39

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

% DE VIDRIO

7 DÍAS (75%) 14 DÍAS (85%) 28 DÍAS (100%)

Mpa Kg/cm2 PROMEDIO DESVIACIÓN Mpa Kg/cm2 PROMEDIO DESVIACIÓN Mpa Kg/cm2 PROMEDIO DESVIACIÓN

C-0

16.05 163.66

15.53 0.48

18.15 185.08

17.60 0.48

20.84 212.51

20.83 0.49 15.10 153.98 17.25 175.90 20.34 207.41

15.45 157.55 17.40 177.43 21.32 217.40

C-10

17.05 173.86

16.14 0.82

18.75 191.20

18.29 1.06

21.85 222.81

21.43 0.44 15.45 157.55 19.05 194.26 21.45 218.73

15.92 162.34 17.08 174.17 20.98 213.94

C-20

15.60 159.08

16.51 0.81

19.45 198.33

18.89 0.69

21.49 219.14

22.15 0.59 16.80 171.31 18.12 184.77 22.64 230.86

17.14 174.78 19.10 194.77 22.31 227.50

C-30

15.68 159.89

15.25 0.62

16.95 170.85

17.24 0.29

21.40 218.22

20.57 0.78 14.54 148.27 17.52 178.65 20.45 208.53

15.54 158.46 17.25 175.90 19.85 202.41

C-40

14.94 152.35

14.44 0.53

16.48 168.05

16.40 0.51

20.34 207.41

19.46 0.77 14.50 147.86 16.86 171.92 18.90 192.73

13.88 141.54 15.85 161.62 19.14 195.17

Fuente: WBG, 2016

Documents

FACULTAD DE INGENIERÍA · de aumentar la resistencia del cemento o neutraliza materias causantes del efecto invernadero con un amplio ciclo de descomposición; por ello, la presente