UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR … · PET liso, ladrillo PET rugoso y ladrillo PET con clavos establecer con cual elemento sería más rentable el empleo masivo en la construcción

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y

MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

“BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA

DE LADRILLO TIPO PET”

TRABAJO DE GRADUACIÓN

PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

AUTORES:

GAMBOA RECALDE TARQUINO FERNANDO

RECALDE SÁNCHEZ ANDREA MARCEL

TUTOR

ING. JUAN CALOS MOYA HEREDIA MSc.

QUITO-ECUADOR

2015

ii

DEDICATORIA

Agradezco al Divino Niño por un día más de vida para seguir aprendiendo y recorriendo este

largo camino lleno de obstáculos y enseñanzas.

Dedicado con todo mi cariño y admiración a mi madre la Dra. Estela Recalde ya que es una

persona que con su ejemplo diario ha hecho e inculcado a sus hijos a progresar y nunca

dejarse doblegar ante las circunstancias de la vida, además por brindarme su apoyo para

culminar mi profesión.

A mi Padre (Tarquino), mi hermana (Andrea), mis abuelos (Francisco y Luisa), mi tío

(Francisco), mis primos (Orlando y Edwin) así como mis demás familiares que han

contribuido en mi formación personal, les quedo infinitamente agradecido.

Como no nombrarte a ti mi compañera de tesis, amiga, colega y novia Andrea Recalde

persona que empezó esta carrera profesional pasando todos los trajines, decepciones y

alegrías, te felicito porque de igual manera estas culminado esta etapa. Te amo reina.

Tarquino Fernando Gamboa Recalde

iii

DEDICATORIA

“El futuro le pertenece a quienes creen en la belleza de sus sueños”

Anna Eleanor Roosevelt

Este investigación se la dedico principalmente a DIOS quien me ha permitido llegar hasta

aquí brindándome fuerza, salud, vida y sabiduría en este duro camino y así hoy alcanzar una

de las metas más anheladas. Gracias mi señor por todos esos obstáculos que me han llevado

a ser una mejor persona y hoy una profesional.

A mis padres ÁNGELA Y ERNESTO por haberme dado la vida y luchado arduamente para

brindarme su apoyo, su guía por ensañarme que con la constancia y perseverancia se alcanza

el éxito, a jamás darme por vencida con una derrota sino a levantarme y aprender de ella.

Los amo mucho.

A mi hermano CRISTHIAN, a mi hermanito de cuatro patas TINY quienes han estado junto

a mi lado apoyándome y acompañándome siendo testigos de largas noches de estudio, a mi

prima VALERIA por sus innumerables consejos y también su apoyo los quiero mucho.

A mis amigos que con su amistad me han acompañado todo este tiempo y demás familiares

que me han colaborado y brindado su apoyo.

A ti FERNANDO por ser mi principal apoyo en esta gran aventura de alcanzar el éxito, por

tu amor y entrega, gracias por ser una persona tan importante y especial en mi vida por ser

ese compañero de lucha el cual se ha encontrado siempre a mi lado en todo momento TE

AMO MI REY que Dios te bendiga y felicidades por tu éxito alcanzado.

Andrea Marcel Recalde Sánchez

iv

AGRADECIMIENTO

Agradezco a la Universidad Central del Ecuador por haberme dado la oportunidad de crecer

personalmente y de igual manera obtener una profesión la cual servirá para ayudar a la

población que la requiere y de esta manera contribuir al engrandecimiento de nuestro país.

A los profesores que pertenecen a la Carrera de Ingeniería Civil de la Facultad de Ciencias

Físicas y Matemática, los mismos que a través de sus conocimientos enseñan a los alumnos

a ser investigativos y útiles con la sociedad.

A mi tutor el Ing. Juan Moya quién nos guio acertadamente para la elaboración de nuestra

investigación.

De igualmente a los lectores Ing. Paulina Viera e Ing. Manuel Sigcho quienes desde el

momento de comentarles la curiosidad sobre nuestra investigación también nos apoyaron

con sus conocimientos para así llegar a culminarla.

Gracias

Tarquino Fernando Gamboa Recalde

v

AGRADECIMIENTO

Agradezco a la noble Universidad Central del Ecuador, en especial a la Facultad de

Ingeniería Ciencias, Física y Matemática por haberme acogido en sus aulas en donde me he

formado como profesional.

A mis maestros quienes has sido los interpretes esenciales al compartirme sus conocimientos

y entregarme herramientas para un buen desempeño laboral.

A mi Tutor Ingeniero Juan Carlos Moya por ser un gran mentor que gracias a su guía se ha

logrado la culminación de la presente investigación.

A mis lectores Ingeniero Manuel Sigcho por sus consejos y observaciones, a la Ingeniera

Paulina Viera por ser una gran persona que con su carisma he iniciativa me ha impulsado a

realizar esta investigación.

Muchas Gracias

Andrea Marcel Recalde Sánchez

vi

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, GAMBOA RECALDE TARQUINO FERNANDO en calidad de autor del trabajo de

investigación realizado sobre BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN

SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET, por la presente

autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los

contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines

estrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización,

seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 19

y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.

Quito, 04 de Diciembre de 2015.

vii

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, RECALDE SÁNCHEZ ANDREA MARCEL en calidad de autora del trabajo de

investigación realizado sobre BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN

SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET, por la presente

autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los

contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines

estrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización,

seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 19

y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.

Quito, 04 de Diciembre de 2015.

viii

CERTIFICACIÓN

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA


CERTIFICACIÓN

En calidad de tutor del proyecto de investigación: “BASES DE DISEÑO PARA LA

CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO

PET” presentado y desarrollado por los señores estudiantes: GAMBOA RECALDE

TARQUINO FERNANDO y RECALDE SÁNCHEZ ANDREA MARCEL, previo a la

obtención del Título de Ingeniero Civil, considero que reúne los requisitos necesarios.

El documento elaborado superó el control antiplagio Urkund.

En la ciudad de Quito, a los 03 días del mes de Diciembre del 2015.

Atentamente:

INFORME DE TESIS

ix

INFORME DE TESIS


FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA


INFORME SOBRE LA CULMINACIÓN DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN

TÍTULO “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON

MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET”

TUTOR: ING. JUAN CARLOS MOYA HEREDIA MSc.

FECHA: 03 de diciembre del 2015

1. Antecedentes:

La Directora de la Carrera de Ingeniería Civil solicita el informe previo a la aprobación por

Consejo Directivo de la Facultad, Sobre el plan de trabajo de graduación para obtener el

título de Ingeniero Civil presentado por el señor: GAMBOA RECALDE TARQUINO

FERNANDO titulado: “Bases de diseño para la construcción sostenible con mampostería de

ladrillo PET”

Con oficio DCIC-2015-1211 del 05 de octubre de 2015. La Directora de la Carrera de

Ingeniería Civil en base a los informes favorables de los ingenieros miembros de la comisión,

AUTORIZA la correspondiente denuncia de tesis y ordena al suscrito que en calidad de

TUTOR, analice, dirija y oriente el trabajo y al concluir emita un informe.

x

2. Desarrollo del trabajo de graduación:

Para dar cumplimiento a las tareas encomendadas se procedió a organizar la ejecución del

trabajo los graduandos bajo mi supervisión realizaron las siguientes actividades:

Desarrollo de investigación bibliográfica necesaria para la ejecución del Trabajo de

Graduación, su contenido básicamente en normas relacionadas con el tema

propuesto y los criterios adicionales para considerar al ladrillo PET como un

elemento de mampostería sismoresistente.

Se realizaron los ensayos de resistencia a la compresión, corte y tensión diagonal de

los mampuestos y muretes con tres diferentes tipos de ladrillo PET: liso, rugoso y

con clavos para comprobar las propiedades mecánicas de los diferentes materiales

y con los resultados obtenidos verificar los objetivos de la investigación.

Se ejecutó un análisis comparativo de los costos que tendría una pared empleando

los diferentes tipos de mampuestos: bloque de pómez, ladrillo mambrón, ladrillo

PET liso, ladrillo PET rugoso y ladrillo PET con clavos establecer con cual elemento

sería más rentable el empleo masivo en la construcción de una vivienda.

Conjuntamente a la ejecución de las actividades previamente indicadas los

graduandos redactaron la memoria del Trabajo de Graduación, la cual fue revisada

y corregida analizando: el contenido, el estilo y forma; cumpliendo con las

exigencias de la redacción académica.

xi

3. Conclusiones:

Se determinan las siguientes conclusiones generales:

El trabajo de graduación ha cumplido con los objetivos planteados.

El presente estudio servirá como referencia para futuros trabajos de graduación que

involucren a sistemas de Construcción sostenible en base al empleo de materiales

alternativos.

En virtud a lo manifestado, las actividades desarrolladas han sido satisfactorias y los

resultados obtenidos en el transcurso del desarrollo de la presente investigación fueron los

esperados al iniciar la misma.

Por lo tanto emito mi APROBACIÓN a este Trabajo de Graduación y recomiendo proseguir

con el trámite respectivo hasta la graduación del señor estudiante: GAMBOA RECALDE

TARQUINO FERNANDO.

En la ciudad de Quito, a los 03 días del mes de diciembre del 2015.

Atentamente:

xii


FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA


INFORME SOBRE LA CULMINACIÓN DEL TRABAJO DE GRADUACIÓN

TÍTULO “BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON

MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET”

TUTOR: ING. JUAN CARLOS MOYA HEREDIA MSc.

FECHA: 03 de diciembre del 2015

1. Antecedentes:

La Directora de la Carrera de Ingeniería Civil solicita el informe previo a la aprobación por

Consejo Directivo de la Facultad, Sobre el plan de trabajo de graduación para obtener el

título de Ingeniero Civil presentado por la señorita: RECALDE SÁNCHEZ ANDREA

MARCEL titulado: “Bases de diseño para la construcción sostenible con mampostería de

ladrillo PET”

Con oficio DCIC-2015-1215 del 05 de octubre de 2015. La Directora de la Carrera de

Ingeniería Civil en base a los informes favorables de los ingenieros miembros de la comisión,

AUTORIZA la correspondiente denuncia de tesis y ordena al suscrito que en calidad de

TUTOR, analice, dirija y oriente el trabajo y al concluir emita un informe.

xiii

2. Desarrollo del trabajo de graduación:

Para dar cumplimiento a las tareas encomendadas se procedió a organizar la ejecución del

trabajo los graduandos bajo mi supervisión realizaron las siguientes actividades:

Desarrollo de investigación bibliográfica necesaria para la ejecución del Trabajo de

Graduación, su contenido básicamente en normas relacionadas con el tema

propuesto y los criterios adicionales para considerar al ladrillo PET como un

elemento de mampostería sismoresistente.

Se realizaron los ensayos de resistencia a la compresión, corte y tensión diagonal de

los mampuestos y muretes con tres diferentes tipos de ladrillo PET: liso, rugoso y

con clavos para comprobar las propiedades mecánicas de los diferentes materiales

y con los resultados obtenidos verificar los objetivos de la investigación.

Se ejecutó un análisis comparativo de los costos que tendría una pared empleando

los diferentes tipos de mampuestos: bloque de pómez, ladrillo mambrón, ladrillo

PET liso, ladrillo PET rugoso y ladrillo PET con clavos establecer con cual elemento

sería más rentable el empleo masivo en la construcción de una vivienda.

Conjuntamente a la ejecución de las actividades previamente indicadas los

graduandos redactaron la memoria del Trabajo de Graduación, la cual fue revisada

y corregida analizando: el contenido, el estilo y forma; cumpliendo con las

exigencias de la redacción académica.

xiv

3. Conclusiones:

Se determinan las siguientes conclusiones generales:

El trabajo de graduación ha cumplido con los objetivos planteados.

El presente estudio servirá como referencia para futuros trabajos de graduación que

involucren a sistemas de Construcción sostenible en base al empleo de materiales

alternativos.

En virtud a lo manifestado, las actividades desarrolladas han sido satisfactorias y los

resultados obtenidos en el transcurso del desarrollo de la presente investigación fueron los

esperados al iniciar la misma.

Por lo tanto emito mi APROBACIÓN a este Trabajo de Graduación y recomiendo proseguir

con el trámite respectivo hasta la graduación de la señorita estudiante: RECALDE

SÁNCHEZ ANDREA MARCEL.

En la ciudad de Quito, a los 03 días del mes de diciembre del 2015.

Atentamente:

xv

NOTAS

xvi

NOTAS

xvii

CONTENIDO

DEDICATORIA .................................................................................................................................ii

AGRADECIMIENTO ....................................................................................................................... iv

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL .................................................................. vi

CERTIFICACIÓN ......................................................................................................................... viii

INFORME DE TESIS .................................................................................................................... viii

INFORME DE TESIS ...................................................................................................................... ix

NOTAS ............................................................................................................................................. xv

CONTENIDO ................................................................................................................................ xvii

LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................................... xx

LISTA DE TABLAS ....................................................................................................................... xx

LISTA DE GRÁFICOS .................................................................................................................. xx

LISTA DE DIAGRAMAS ............................................................................................................. xxi

LISTA DE FOTOGRAFÍAS ......................................................................................................... xxi

RESUMEN ..................................................................................................................................... xxii

ABSTRACT .................................................................................................................................. xxiii

1. CAPÍTULO I: GENERALIDADES ....................................................................................... 1

1.1. Antecedentes ..................................................................................................................... 1

1.2. Justificación ...................................................................................................................... 2

1.3. Objetivos ........................................................................................................................... 2

1.3.1. Objetivo general ....................................................................................................... 2

1.3.2. Objetivos específicos ................................................................................................ 2

1.4. Hipótesis ............................................................................................................................ 3

2. CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO. .................................................................................... 4

2.1. El ladrillo tipo PET. ......................................................................................................... 4

2.1.1. Qué es el plástico: ..................................................................................................... 4

2.1.2. Características generales del plástico ..................................................................... 4

2.1.3. Tipos de plásticos ...................................................................................................... 5

2.1.4. Polietileno Tereftalato (PET) .................................................................................. 6

2.1.5. Proceso de fabricación del polietileno tereftalato .................................................. 7

2.2. Construcción Sostenible ................................................................................................... 8

2.2.1. Construcción sostenible con ladrillo tipo PET. .................................................... 10

2.3. Definición del Ladrillo tipo PET ................................................................................... 10

2.3.1. Materiales que pueden ser empleados en la fabricación del ladrillo tipo PET. 11

2.4. Materiales empleados para la construcción de mampostería con ladrillo tipo PET. 12

xviii

2.5. Problema ambiental producido por las botellas de plásticos. .................................... 12

2.5.1. Tiempo de descomposición .................................................................................... 15

2.5.2. Efectos de la contaminación con el plástico ......................................................... 16

2.6. Tipos de botellas a emplearse. ....................................................................................... 17

2.7. Mampostería No reforzada: .......................................................................................... 18

2.8. Mampostería Parcialmente reforzada: ........................................................................ 18

2.9. Propiedades mecánicas de la mampostería .................................................................. 18

2.9.1. Absorción ................................................................................................................ 19

2.9.2. Durabilidad ............................................................................................................. 20

2.10. Resistencia a la compresión de piezas artificiales (ladrillo y bloque) ........................ 20

2.11. Mecanismos de falla ....................................................................................................... 22

2.11.1. Mecanismo de falla ocasionada por Compresión Axial ...................................... 22

2.11.2. Mecanismo de falla y distribución de esfuerzos ocasionada por Tensión

Diagonal …………………………………………………………………………………………………………………………….23

2.11.3. Mecanismo de falla ocasionada por Esfuerzos Tangenciales en juntas ............. 26

2.12. Ensayos a realizarse ....................................................................................................... 28

2.12.1. Tracción Indirecta .................................................................................................. 28

2.12.2. Compresión axial .................................................................................................... 29

2.12.3. Tensión diagonal ..................................................................................................... 31

2.12.4. Esfuerzo tangencial en juntas ................................................................................ 33

2.13. Diseño de muros ............................................................................................................. 34

2.13.1. Carga Vertical ........................................................................................................ 35

2.13.2. Carga Horizontal .................................................................................................... 37

2.14. Normas a emplearse ....................................................................................................... 38

2.14.1. ASTM C-67 ............................................................................................................. 38

2.14.2. Anexos de la Norma Ecuatoriana de la Construcción, Capítulo 6 de

Mampostería estructural. ...................................................................................................... 42

3. CAPÍTULO III: CONSTRUCCIÓN Y ENSAYOS DE LOS ELEMENTOS, PRIMAS Y

MURETES ELABORADOS CON LADRILLO PET. ............................................................... 50

3.1. Enfoque y técnicas de investigación .............................................................................. 50

3.2. Prueba de resistencia de los elementos elaborados con ladrillo tipo PET ................. 69

3.3. Fotografías de las fallas producidas por los ensayos realizados ................................. 75

3.3.1. Ensayo a cubos de mortero. ................................................................................... 76

3.3.2. Ensayo de Tracción Indirecta. .............................................................................. 76

3.3.3. Ensayo de Compresión axial. ................................................................................ 76

3.3.4. Ensayo de Tensión Diagonal. ................................................................................. 77

3.4. Fichas de Resultados de los Ensayos............................................................................. 78

xix

3.5. Diagramas ....................................................................................................................... 89

4. CAPÍTULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS. ................................... 90

4.1. Tabulación ...................................................................................................................... 90

4.2. Cálculo teórico del esfuerzo a compresión (f´m) y esfuerzo cortante (fvm) en la

mampostería construida con ladrillo tipo PET. .......................................................................... 92

4.2.1. Cálculo teórico de la resistencia a la compresión de la mampostería (f´m) ............. 92

4.2.2. Cálculo teórico de la resistencia a corte de la mampostería (fvm) ..................... 93

4.3. Resultados ....................................................................................................................... 94

4.4. Proyección de resultados para la construcción de paredes y muros. ......................... 96

4.5. Análisis Económico ...................................................................................................... 100

4.5.1. Presupuesto General de la mampostería con ladrillo tipo PET. .............................. 100

4.5.2. Análisis de Precios Unitarios (APU) de la mampostería de ladrillo tipo PET. ....... 101

4.5.3. Presupuesto General de la mampostería de bloque y ladrillo. ................................. 109

4.5.4. Análisis de Precios Unitarios (APU) de la mampostería de ladrillo y bloque. ........ 110

4.5.5. Comparación de precios entre mampostería tradicional y construida con ladrillo

tipo PET. ....................................................................................................................................... 116

4.5.6. Presupuesto General de la mampostería con ladrillo tipo PET ambiental. ............ 117

4.5.7. Análisis de Precios Unitarios (APU) de la mampostería con ladrillo PET ambiental.

118

4.5.8. Comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería con ladrillo tipo

PET ambiental con diferentes adherencias. ............................................................................... 125

4.5.9. Comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería tradicional y

ladrillo tipo PET ambiental. ........................................................................................................ 126

4.5.10. Resumen de la comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería con

ladrillo tipo PET, bloque y ladrillo común. ............................................................................... 127

5. CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................... 128

5.1. Conclusiones ................................................................................................................. 128

5.2. Recomendaciones ......................................................................................................... 130

6. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 131

7. ANEXOS ............................................................................................................................... 133

ANEXO 1: ELABORACION DEL LADRILO PET ................................................................ 133

ANEXO 2: PROCESO Y ARMADO DE ENCOFRADOS ...................................................... 134

ANEXO 3: TRASLADO DE MATERIALES AL LABORATORIO DE ENSAYOS DE

MATERIALES Y MODELOS DE LA UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR. ...... 135

ANEXO 4: FABRICACIÓN DEL MORTERO. ....................................................................... 136

ANEXO 5: CONSTRUCCIÓN DE PRISMAS Y MURETES. ................................................ 137

ANEXO 6: INFORMES PROPORCIONADO POR EL LABORATORIO DE ENSAYOS

DE MATERIALES Y MODELOS DE LA UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR. 139

xx

LISTA DE FIGURAS

Figura N° 1: Dimensiones de los encofrados de los prismas. ............................................. 59

Figura N° 2: Dimensiones de los encofrados de los muretes. ............................................. 60

Figura N° 3: Orden de apisonado al moldear los especímenes de ensayo. ......................... 72

LISTA DE TABLAS

Tabla N° 1: Resistencia a la compresión de la piedra natural ............................................. 20

Tabla N° 2: Características típicas de algunas piezas artificiales ........................................ 21

Tabla N° 3: Valores mínimos para la resistencia de las unidades f'cu ................................ 21

Tabla N° 4: Tabla de Morteros ............................................................................................ 62

Tabla N° 5: Relación Agua/Cemento .................................................................................. 63

Tabla N° 6: Dosificación del mortero de pega. ................................................................... 64

Tabla N° 7: Resistencia a corte puro. .................................................................................. 93

Tabla N° 8: Comparación de resultados teóricos vs prácticos. ........................................... 95

Tabla N° 9: Comparación de la resistencia a corte fvm vs el valor límite de la tabla N°7 . 96

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico N° 1: Diagrama de flujo del proceso de fabricación del PET .................................. 7

Gráfico N° 2: Datos técnicos del Polietileno de Tereftalato ................................................. 8

Gráfico N° 3: Tipologías de los residuos sólidos urbanos en el DMQ ............................... 13

Gráfico N° 4: Caracterización de los residuos sólidos urbanos y rurales del Cantón Quito 14

Gráfico N° 5: Resumen de Subproductos por Año en el DMQ .......................................... 14

Gráfico N° 6: Composición de los Residuos Sólidos Urbanos del DMQ ........................... 15

Gráfico N° 7: Distribución de Esfuerzos en un elemento sujeto a compresión diagonal .... 24

Gráfico N° 8: Distribución de Esfuerzos en un elemento sujeto a fuerzas cortantes .......... 25

Gráfico N° 9: Compresión diagonal. Variación de los esfuerzos con la forma del elemento

............................................................................................................................................. 26

Gráfico N° 10: Variación de la resistencia con relación altura a espesor. .......................... 30

Gráfico N° 11: Características principales de prismas y muretes ....................................... 31

Gráfico N° 12: Ensayo de Cortante ..................................................................................... 34

Gráfico N° 13: Carga Vertical en un muro .......................................................................... 36

Gráfico N° 14: Carga en la dirección de la diagonal al murete ........................................... 46

Gráfico N° 15: Aplicación de carga ensayo brasileño ......................................................... 69

Gráfico N° 16: Comparación de Precios por m2 con diferentes adherencias del ladrillo tipo

PET .................................................................................................................................... 108

Gráfico N° 17: Comparación de precios por m2 de mampostería tradicional ................... 115

Gráfico N° 18: Comparación de precios con diferente tipo de mampostería. ................... 116

Gráfico N° 19: Comparación de precios (A). .................................................................... 125

Gráfico N° 20: Comparación de precios de diversas mamposterías. ................................ 126

Gráfico N° 21: Resumen de comparación de precios. ....................................................... 127

xxi

LISTA DE DIAGRAMAS

Diagrama N°: 1 Curva de la edad del mortero .................................................................... 89

Diagrama N°: 2: Resistencia a la compresión MPa. ............................................................ 90

Diagrama N°: 3: Resistencia al corte en MPa. .................................................................... 91

LISTA DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía N° 1: Botellas de plástico tipo PET ................................................................... 11

Fotografía N° 2: Efectos de la contaminación con botellas plásticas en sumideros ........... 16

Fotografía N° 3: Efectos de la contaminación con botellas plásticas en ríos ...................... 17

Fotografía N° 4: Botellas de plástico de 1,35 litros ............................................................. 18

Fotografía N° 5: Centro de acopio del material PET .......................................................... 50

Fotografía N° 6: Recolección de botellas plásticas ............................................................. 51

Fotografía N° 7: Almacenamiento de botellas plásticas ...................................................... 51

Fotografía N° 8: Materiales empleados en la fabricación del ladrillo ................................. 52

Fotografía N° 9: Botellas llenas de arena- LADRILLO PET .............................................. 53

Fotografía N° 10: Materiales para el lijado de las botellas ................................................. 54

Fotografía N° 11: Lijado de las botellas para cambiar la rugosidad ................................... 55

Fotografía N° 12: Botellas lisas vs. Botellas lijadas ............................................................ 55

Fotografía N° 13: Materiales fabricación ladrillo tipo PET con clavos .............................. 56

Fotografía N° 14: Ladrillos tipo PET con clavos ................................................................ 56

Fotografía N° 15: Materiales y herramientas empleadas para el armado de encofrados .... 58

Fotografía N° 16: Recubrimiento de aceite a 5 encofrados de prismas............................... 61

Fotografía N° 17: Encofrados de muretes terminados ........................................................ 61

Fotografía N° 18: Pesaje del cemento ................................................................................. 65

Fotografía N° 19: Pesaje de la arena ................................................................................... 65

Fotografía N° 20: Construcción de Prisma. ......................................................................... 66

Fotografía N° 21: Construcción de prismas de ladrillo tipo PET con clavos ...................... 66

Fotografía N° 22: Construcción de muretes. ....................................................................... 68

Fotografía N° 23: Muretes y Prismas terminados ............................................................... 68

Fotografía N° 24: Elaboración de quince muretes y prismas cubiertos de polietileno ....... 68

Fotografía N° 25: Primas y muretes a condiciones ambientales del laboratorio ................. 69

Fotografía N° 26: Identificación de muestras de ladrillo tipo PET a ser ensayadas ........... 70

Fotografía N° 27: Aplicación de la carga ............................................................................ 70

Fotografía N° 28: Pesaje de la arena. .................................................................................. 71

Fotografía N° 29: Pesaje del cemento. ................................................................................ 71

Fotografía N° 30: Cubos de mortero para ser ensayados. ................................................... 72

Fotografía N° 31: Aplicación de carga. ............................................................................... 72

Fotografía N° 32: Ensayo de prismas de mampostería con ladrillo tipo PET. .................... 73

Fotografía N° 33: Elevación del murete. ............................................................................. 74

Fotografía N° 34: Colocación del Murete en la máquina de ensayo. .................................. 75

Fotografía N° 35: Realización del ensayo a Tensión Diagonal ........................................... 75

Fotografía N° 36: Falla en el mortero de pega. ................................................................... 76

Fotografía N° 37: Falla en el ladrillo tipo PET ................................................................... 76

Fotografía N° 38: Falla en prismas construidos con ladrillo tipo PET ................................ 77

Fotografía N° 39: Falla por corte o tensión diagonal. ......................................................... 77

xxii

RESUMEN

“BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA

DE LADRILLO TIPO PET”

El presente proyecto investigativo demuestra la problemática en el que se encuentra el

Distrito Metropolitano de Quito, esto es debido al alto consumo por parte de la sociedad de

materiales plásticos entre ellos el polietileno de tereftalato (PET) los cuales no tiene un

destino final apropiado, provocando un uso excesivo de volumen en rellenos sanitarios,

contaminando cuerpos de aguas, generando daños a ciudades y a poblaciones que residen en

ellas.

En primer lugar el proyecto proporciona factores favorables para una construcción

sostenible, porque se intenta mitigar el problema de la contaminación y de la disminución

de uso de mamposterías tradicionales, así también reducir la explotación excesiva de

canteras que abastecen de agregados necesarios en la construcción.

El objetivo es brindar a la sociedad alternativas de construcción mediante el reciclaje de

materiales de alto consumo logrando conservar el medio ambiente, una forma de mitigación

es la reutilización de las botellas plásticas de cualquier capacidad como elementos

constructivos de mampostería.

Esta construcción novedosa debe cumplir con parámetros que brinden seguridad a sus

ocupantes, para ello la investigación determinará a través de ensayos en especímenes de

mampostería las bases de diseño para la construcción con elementos reciclados, verificando

los resultado con las normas vigentes en el País así como también con normas

internacionales las cuales ayudan a determinar límites aceptables para la construcción.

PALABRAS CLAVES: MAMPOSTERÍA CON LADRILLO TIPO PET/ TRACCIÓN

INDIRECTA EN BOTELLAS PLÁSTICAS/ RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE

PRISMAS/ TENSIÓN DIAGONAL EN MURETES/ ADHERENCIA CON BOTELLAS

PLÁSTICAS/ COSTO MAMPOSTERÍA DE BOTELLAS TIPO PET.

xxiii

ABSTRACT

"BASES OF DESIGN FOR SUSTAINABLE BUILDING WITH BRICK MASONRY TYPE

PET"

This research project demonstrates the problematic in which is found the Distrito

Metropolitano de Quito this is due to the high consumption of plastic materials by the society

among them the polyethylene of terephthalate (PET), this materials do not have an

appropriate final destination, causing an excessive use of volume in sanitary landfills,

polluting water bodies, causing damage to cities and populations residing in them.

In the first place the project encompass favorable factors for a sustainable construction,

because it tries to mitigate the problem of pollution and decreased use of traditional

masonries, and also reduce the excessive exploitation of quarries that supply for aggregates

needed in construction.

The objective is to provide construction alternatives for the society through the recycling of

materials of high consumption achieving to preserve the environment, a form of mitigation

is the reuse of plastic bottles of any capacity as building elements of masonry.

This innovative construction must comply with parameters that provide security to theirs

occupants, for this the research will determine through essays in Specimens of masonry the

design bases for the construction with recycled elements, verifying the result with current

standards in the country as well as the international standards, which help to determine

acceptable limits for construction.

KEY WORDS: TYPE BRICK MASONRY PET/ INDIRECT TRACTION IN PLASTIC

BOTTLES/ RESISTANCE TO COMPRESSION OF PRISMAS/ DIAGONAL TENSION

IN WALLS/ BONDING WITH PLASTIC BOTTLES/ COST TYPE MASONRY PET

BOTTLES.

1

1. CAPÍTULO I: GENERALIDADES

1.1. Antecedentes

Por el consumo excesivo de productos en envases no retornables, falta de conciencia por

parte del ser humano y una escasa o nula cultura de reciclaje en nuestra ciudad, la

acumulación de botellas de plástico en calles, espacios públicos y botaderos de basura ha

provocado que se describa como un problema ambiental que se encuentra relacionado de

forma directa con el crecimiento poblacional y económico de la urbe.

Una de las alternativas es reutilizar este tipo de materiales e implementarlos en la

construcción, como por ejemplo la creación de paredes o mamposterías usando ladrillos tipo

PET la cuales pueden estar rellenas de arena o tierra reemplazando al bloque o ladrillo

tradicional y de uso común, lo que permitirá disminuir el costo de insumos empleados en la

construcción.

Además se puede mencionar que la primera iniciativa de construcción ecológica con este

elemento en la provincia fue implementada por el colegio Liceo Internacional el cual utilizó

botellas plásticas en la construcción de un centro juvenil en la cuidad de Guayllabamba

nombrándole al elemento como “Ladrillo Verde” el mismo que se encuentra patentado por

la institución educativa, también lo han autocalifican como antisísmico1, motivo por el cual

surge la necesidad de aseverar si este tipo de elemento utilizado cumple con los

requerimientos mínimos para que sea sismo resistente.

1 Antisísmico término inapropiado utilizado en el boletín de prensa extraído del archivo digital de noticia

EXPLORED ; la definición correcta es Sismo Resistente

2

1.2. Justificación

Debido al incremento de la contaminación ambiental por el consumo de productos envasados

en botellas plásticas se ve la necesidad de reutilizar dichos recipientes en otro tipo de

finalidad, en este caso se lo puede implementar en el ámbito de la construcción como una

iniciativa ecológica e innovadora.

Las botellas plásticas serían una solución factible y viable para construcciones ubicadas en

zonas donde existan escases de materiales constructivos, son de fácil transporte porque su

peso es menor con respecto a la mampostería tradicional además que se los rellenaría en

lugar del proyecto o construcción utilizando arena, tierra, gravilla existente en el terreno.

Esta investigación tiene la finalidad principal de encontrar soluciones económicas, eficientes

eficaces y seguras para edificaciones de diversos usos, a través de un estudio técnico que

permita conocer las propiedades físico mecánicas de un elemento de mampostería, también

contar con información acerca de esta alternativa de construcción ecológica siendo un aporte

nuevo para la universidad y la comunidad.

1.3. Objetivos

1.3.1. Objetivo general

Determinar las bases de diseño para la construcción sostenible con mampostería de ladrillo

tipo PET.

1.3.2. Objetivos específicos

a. Analizar los problemas ambientales en la ciudad de Quito por la acumulación de

botellas plásticas

b. Realizar los ensayos que permitan determinar las propiedades físicas y mecánicas de

la mampostería.

3

c. Comprobar la adherencia entre el mortero de pega y el ladrillo tipo PET

d. Determinar los costos de construcción por cada metro cuadrado de mampostería

1.4. Hipótesis

El uso del ladrillo tipo PET en mampostería permite tener elementos sismo resistente a bajo

costo.

El empleo del ladrillo tipo PET en la construcción es una alternativa para mitigar la

contaminación ambiental

4

2. CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO.

2.1. El ladrillo tipo PET.

El ladrillo tipo PET es una alternativa ecológica empleada en la construcción de

mampostería, el cual reemplazará el ladrillo o bloque de uso tradicional y así fomentar el

reciclaje en la comunidad.

Este ladrillo podrá ser fabricado con diferentes envases de distintas capacidades, el material

de relleno puede variar dependiendo de la zona en donde se va a realizar la edificación dicho

material se debe compactar para lograr su óptimo funcionamiento.

2.1.1. Qué es el plástico:

Dicho de ciertos materiales sintéticos: Que pueden moldearse fácilmente y en cuya

composición entran principalmente derivados de la celulosa, proteínas y resinas.2

Los plásticos son polímeros, es decir, compuestos construidos por grandes moléculas

(macromoléculas), formadas por la unión de moléculas más sencillas que se repiten una y

otra vez. (Valle. C., 2013, p.30)

El plástico es un material sintético derivado del petróleo y otras sustancias, que se obtiene

a través de procesos de polimerización o agrupación química de compuestos de bajo peso

molecular, permitiendo moldearlas y adaptarlas a diferentes formas, aplicaciones o

requerimientos.

2.1.2. Características generales del plástico

El plástico al ser un material versátil tiene las siguientes características:

2 Diccionario Virtual de la Real Academia de la Lengua. (2012). Diccionario Virtual de la Real Academia de

la Lengua [Versión electrónica]. Madrid España. Recuperado de

http://lema.rae.es/drae/?val=pl%C3%A1stico

5

Transparentes y cristalinos aunque llega permitir ciertos colorantes.

Liviano permite que una botella pese alrededor de 20 veces menos que el peso total

que su contenido.

Relación de resistencia/densidad alta

Aislante térmico

Aislante eléctrico

Buena resistencia a los ácidos, alcalis

Buena resistencia a los disolventes

Alta resistencia a la corrosión

Baja conductividad térmica y eléctrica

Resistente al esfuerzos permanentes y al desgaste.

Alta rigidez y dureza.

Baja absorción de humedad.

Totalmente reciclable

No tóxicos por lo que conservan las propiedades de que contienen.

2.1.3. Tipos de plásticos

Los diversos tipos de plásticos dependen de la clase de macromolécula del que está

compuesto, es así que pueden ser:

Lineales

Ramificadas

Entrecruzadas

Existe también otra codificación del plástico, que junta a estas moléculas en función de la

temperatura estas son:

Termoplásticas

6

Termoendurecibles

Termoplásticos: Son macromoléculas lineales y ramificadas que expuestas a elevadas

temperaturas se ablandan.

Termo-endurecibles: Son macromoléculas entrecruzadas que funcionan inversamente a las

termoplásticas, es decir, que al exponerse a elevadas temperaturas se endurecen.

2.1.4. Polietileno Tereftalato (PET)

El PET o Polietileno de Tereftalato es un polímero termoplástico lineal fue patentado como

polímero para fibra y elaborado por primera vez en 1941 por los científicos británicos

Whinfield y Dickson. La fabricación comercial de dicha fibra comenzó en 1955, desde aquel

entonces el desarrollo del mismo ha logrado diversas aplicaciones de uso.

Como por ejemplo la producción de envases para bebidas, agroquímicos, limpiadores

líquidos comenzó en 1976.

El etileno y paraxileno son la materia prima derivada del petróleo empleada en la elaboración

del PET, estos reaccionan a temperaturas y presiones elevadas con lo que se llega a obtener

la resina PET en estado amorfo que se cristaliza y polimeriza formando pequeños cilindros

blancos denominados chips. Son identificados con el número uno, que en su alrededor tiene

flechas en forma de triángulo y con la palabra PET debajo esto se debe a que es

recientemente elaborado y que nunca antes ha sido reciclado o su materia prima fue

reutilizada.

7

2.1.5. Proceso de fabricación del polietileno tereftalato

Como se describió anteriormente la resina obtenida a través de la materia prima derivada del

petróleo en forma de chips los mismos que secos son fundidos e inyectados a presión en

máquinas las cuales tienen múltiples cavidades que generan las preformas.

Las preformas son unos recipientes que lo único que tienen definido es el pico de la botella

comúnmente conocida, estas son sujetas a procesos de calentamiento preciso y gradual,

colocado en moldes que posteriormente se estirará y conseguirá su forma definitiva a través

de pistones que las inflan con aire a presión.

Gráfico N° 1: Diagrama de flujo del proceso de fabricación del PET

Fuente: quiminet.com3

3 Recuperado de: http://www.quiminet.com/articulos/proceso-de-produccion-del-pet-2561170.htm

8

Gráfico N° 2: Datos técnicos del Polietileno de Tereftalato

Fuente: Análisis del sistema constructivo con botellas recicladas PET.4

2.2. Construcción Sostenible

La construcción es uno de los sectores que más contribuyen con el desarrollo económico y

social de una nación pero también es el que más aporta con la destrucción del medio

ambiente debido a que ocupan un alto porcentaje de los recursos naturales del país en las

etapas constructivas necesarias para una edificación generando así un gran impacto

ambiental.

4 Celi, M., (2013) Análisis del sistema constructivo con botellas recicladas PET, y su aplicación en el diseño

de un centro de exposición y capacitación para la planta de reciclaje de la ciudad de Loja (tesis de pregrado).

Universidad Técnica Particular de Loja, Loja, Ecuador.

9

La Construcción Sostenible deberá entenderse como el desarrollo de la Construcción

tradicional pero con una responsabilidad considerable con el Medio Ambiente por todas las

partes y participantes. Lo que implica un interés creciente en todas las etapas de la

construcción, considerando las diferentes alternativas en el proceso de construcción, en favor

de la minimización del agotamiento de los recursos, previniendo la degradación ambiental o

los prejuicios, y proporcionar un ambiente saludable, tanto en el interior de los edificios

como en su entorno (Kibert, 1994)5.

Por lo tanto una construcción sostenible debe considerar a los factores que disminuyen el

impacto ambiental generada en todas las etapas constructivas desde la obtención de la

materia, construcción, operación y mantenimiento es decir hasta que cumpla su vida útil para

la cual fue diseñada, logrando optimizar los recursos, entregando un entorno amigable y

saludable a los usuarios así como también al medio ambiente.

Es necesario considerar que una construcción sostenible tenga los siguientes principios

ecológicos.

Conservación de recursos a utilizarse

Reutilización de recursos utilizados

Utilización de elementos estructurales con materia prima reciclable y renovable en

la construcción

Disminuir el ciclo de fabricación de las materias primas necesarias y utilizadas en la

construcción lo que ayudaría a disminuir las emisiones tóxicas

Reducción del consumo de energía eléctrica

Protección del Medio Ambiente

5 Recuperado de: http://habitat.aq.upm.es/boletin/n4/apala.html

10

Incentivar el cambio de hábitos de las personas y comunidades en el uso de las

edificaciones para reducir su impacto en la fase operacional e incrementar su vida

útil

2.2.1. Construcción sostenible con ladrillo tipo PET.

Esta construcción se la puede determinar cómo sostenible debido a que reutiliza una gran

cantidad de recipientes plásticos, se puede mencionar una construcción realizada en la

provincia de Esmeraldas cantón San Lorenzo dónde se utilizó aproximadamente en un área

de construcción de 275 m2 cerca de 21.500 botellas6.

La obtención del material de relleno del ladrillo no genera impacto ambiental porque se

puede utilizar como por ejemplo la tierra de excavaciones, la comunidad que esté cercana a

estos proyectos pueden participar en las etapas de fabricación y construcción, disminuyendo

el uso excesivo de materiales fósiles o no renovables que son necesarios para la construcción

de mamposterías tradicionales.

Por lo tanto este proceso constructivo considera algunos principios ecológicos catalogándolo

como una construcción sostenible.

2.3. Definición del Ladrillo tipo PET

Es un elemento de mampostería ecológico que reemplaza al ladrillo o bloque de uso común.

El ladrillo tipo PET está conformado principalmente por una botella plástica llena de arena

o tierra compactada, dicho material de relleno dependerá de la ubicación de la edificación

que empleará este elemento en sus muros o mamposterías.

Para el proceso de compactación se debe seguir los siguientes pasos:

6 Celi, M., (2013) Análisis del sistema constructivo con botellas recicladas PET, y su aplicación en el diseño

de un centro de exposición y capacitación para la planta de reciclaje de la ciudad de Loja (tesis de

pregrado). Universidad Técnica Particular de Loja, Loja, Ecuador.

11

Llenar la botella hasta la mitad aproximadamente.

Para el proceso de compactación se levantará la botella dejándola caer por su propio

peso.

Introducir el bordo de 50 cm y golpear alrededor de diez veces, llenamos la otra mitad

de la botella con la arena y se deja caer para que se compacte.

Con el bordo de 25 cm colocar en el pico de la botella y volver a golpear diez veces

aproximadamente.

El proceso tiene como objetivo dejar a la botella totalmente dura simulando un

ladrillo o bloque tradicional.

2.3.1. Materiales que pueden ser empleados en la fabricación del ladrillo tipo PET.

El ladrillo tipo PET tiene como materiales de fabricación el recipiente o envase plástico,

arena o tierra esta dependerá principalmente del sector dónde se vaya a construir la

mampostería.

Botellas Plásticas tipo PET.- Los recipientes variarán según lo que consuma comúnmente

la población del sector o lugar cercano a la construcción futura, es decir las características

de las botellas cambiarán en su forma, dimensiones, y capacidad.

Fotografía N° 1: Botellas de plástico tipo PET

Fuente: Autores

12

Material de Relleno.- El relleno podría ser: tierra, gravilla, telas o fundas plásticas, pero es

necesario realizar un estudio apropiado, como el que se realizará a las botellas llenas de

arena. No es recomendable el relleno con material orgánico o biodegradable debido a que

con el tiempo pierden su estructura original por lo que el volumen que ocupa va

disminuyendo, provocando la perdida de resistencia del ladrillo tipo PET.

2.4. Materiales empleados para la construcción de mampostería con ladrillo tipo PET.

Ladrillo tipo PET: Este novedoso material empleado para la construcción de

mamposterías puede ser utilizado en todas las regiones ecuatorianas porque al ocupar

gran cantidad de botellas plásticas llenas de materiales de la zona arena o tierra puede

ser aprovechado y tiene un impacto positivo con el ambiente dejando de ir hacia su

disposición final botaderos o ríos.

Mortero: se utilizará un mortero igual o semejante al que se utiliza en la construcción de

mampostería tradicional siempre con una dosificación ya sea esta al volumen o al peso.

Amarre: Para el amarre se utiliza piola plástica o de fibra vegetal esta funciona

principalmente para entrelazar cada ladrillo PET logrando que haya una mejor

adherencia con el enlucido, también nos permitirá estabilidad ante un deslizamiento

brusco de la botella.

2.5. Problema ambiental producido por las botellas de plásticos.

Una vez que los productos fueron consumidos, la mayoría de los envases de botellas

plásticas PET son dispuestos a rellenos sanitarios, cauces, calles o tiraderos clandestinos.

13

La ciudad de Quito genera al día 2000 toneladas de basura de las cuales el 57% son residuos

orgánicos, el 24% es material reciclable, 19% rechazos7 y un porcentaje bajo de residuos

peligrosos.

Gráfico N° 3: Tipologías de los residuos sólidos urbanos en el DMQ

Fuente: EMASEO8

Según estudios realizados por EMASEO la producción o generación per cápita de residuos

sólidos (PPC9) global en el Distrito Metropolitano de Quito (DMQ), se encuentra alrededor

de 0,850 Kg/hab*día, teniendo un valor de 0,879 Kg/hab*día a nivel urbano y de 0,779

Kg/hab*día a nivel rural.

Por lo tanto se ha obtenido valores que la generación de residuos sólidos en la capital a partir

del año 2012 consta de los siguientes valores identificados el gráfico adjunto.

7Los rechazos se refiere a papel higiénico, servilletas usadas, envases de espuma flex, envolturas de golosinas

y caramelos. 8 Consultoría para la realización de un estudio de caracterización de residuos sólidos urbanos domésticos y

asimilables a domésticos para el Distrito Metropolitano de Quito, Recuperado de:

http://www.emaseo.gob.ec/documentos/pdf/Caracterizacion_residuos.pdf. 9PPC: Producción per cápita de residual sólidos Que es la cantidad de residuos sólidos generados por

persona en un día; Kg/habitante*día

14

Gráfico N° 4: Caracterización de los residuos sólidos urbanos y rurales del Cantón Quito

Fuente: EMASEO10

De los porcentajes descritos el material reciclable contiene un 1,94% de botellas PET que

representan 38,572 ton/día se lo puede observar en el ítem quinto del siguiente gráfico.

Gráfico N° 5: Resumen de Subproductos por Año en el DMQ

Fuente: EMASEO

10 Consultoría para la realización de un estudio de caracterización de residuos sólidos urbanos domésticos y

asimilables a domésticos para el Distrito Metropolitano de Quito, Recuperado de:

http://www.emaseo.gob.ec/documentos/pdf/Caracterizacion_residuos.pdf.

15

Gráfico N° 6: Composición de los Residuos Sólidos Urbanos del DMQ

Fuente: EMASEO

2.5.1. Tiempo de descomposición

El tiempo de descomposición se denomina al periodo que demora un material en

desintegrarse en los elementos químicos del que está conformado, el cual que se encuentra

expuesto a condiciones ambientales como lluvia, sol, viento y agentes biológicos que

podrían ser plantas, microrganismos, animales, etc.

El tiempo estimado de descomposición para las botellas plásticas es de aproximadamente de

100 a 1000 años en condiciones ambientales anteriormente mencionadas, mientras que

enterradas demora mucho más su degradación, porque los microorganismos no encuentran

la manera de atacarlos. Al descomponerse este material pierde su tonicidad, se fragmenta y

dispersa debido a que se encuentra fabricada de polietileno de tereftalato (PET) que es un

derivado del petróleo.

16

2.5.2. Efectos de la contaminación con el plástico

La contaminación en el planeta es un problema ambiental, social y económico que ha llegado

a ser una preocupación del ser humano porque en la basura generada diariamente existe gran

cantidad de botellas plásticas las mismas que siguen acumulándose, tapando ríos,

contaminando tierras y provocando modificaciones en el ecosistema. Lo que debe hacer la

sociedad es el de ayudar a conservar el medio ambiente a través de la clasificación y reciclaje

para que estos residuos no se sigan acumulando y causando más daño a la tierra.

El exceso de botellas plásticas que van a dar al cauce de los ríos y viajan a través de estos

hasta llegar a los océanos y mares del planeta a más de ser un problema estético para sus

playas estas contaminan los lechos marinos, incitando a que las especies que habitan en este

ecosistema las ingieran y presenten atragantamientos lo que podría generar su muerte o

extinción.

Las botellas plásticas en grandes ciudades son un problema estético y su acumulación podría

ocasionar inundaciones, las cuales taponarían los sumideros del alcantarillado lo que impide

la adecuada recolección de las aguas lluvias y su posterior desembocadura en el cuerpo

receptor.

Fotografía N° 2: Efectos de la contaminación con botellas plásticas en sumideros

Fuente: Autores

17

Fotografía N° 3: Efectos de la contaminación con botellas plásticas en ríos

Fuente: Autores

2.6. Tipos de botellas a emplearse.

Para la presente investigación utilizaremos una botella en particular la cual es fabricada por

la empresa Arcacontinental11, la capacidad del recipiente es de 1,35 litros. Se escogió este

envase por sus características físicas, fácil manipulación y reconocimiento visual. Gracias a

la gran demanda de este producto por parte de la ciudadanía existen altas cantidades de este

tipo de ejemplares en supermercados, centros de acopio y tiendas en toda la ciudad. Las

dimensiones de las botellas de plásticos tipo PET son:

Altura: 32,6 cm aproximadamente

Diámetro de la boca del envase: 2,1 cm aproximadamente

Diámetro del centro del envase: 8,2 cm aproximadamente

Espesor: 1-3 mm aproximadamente

11 Arcacontinental, Coca-Cola

18

Fotografía N° 4: Botellas de plástico de 1,35 litros

Fuente: Autores

2.7. Mampostería No reforzada:

Es la estructura conformada por piezas de mampostería unidas por medio de mortero y que

no cumplen las cuantías mínimas de refuerzo establecidas para la mampostería parcialmente

reforzada.12

2.8. Mampostería Parcialmente reforzada:

Es la estructura conformada por piezas de mampostería de perforación vertical, unidas por

medio de mortero, reforzada internamente con barras y alambres de acero.13

2.9. Propiedades mecánicas de la mampostería

Si bien en nuestro país no se hablan de estudios realizados a fondo sobre mamposterías

alternativas, el único documento con el que se cuenta como sustento es la Norma Ecuatoriana

de la Construcción en donde las describen como propiedades mecánicas intrínsecas. En otros

países la investigación sobre las propiedades mecánicas del mampuesto ha dado lugar al

12 Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-MP, Mampostería Estructural (p. 10). 13 Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-MP, Mampostería Estructural (p. 10).

19

interés de varios profesionales, y es así que en México existen libros donde describen

ensayos realizados a diversos materiales que conforman el muro.

Los muros en las construcciones cumplen con diversas funciones estructurales, estos

elementos soportan la acción de cargas verticales y horizontales de ahí la importancia de

conocer cuáles son sus propiedades.

La propiedad más importante que deben cumplir los elementos de la mampostería es la

resistencia a la compresión la misma que se obtiene dividiendo la máxima fuerza que es

capaz de resistir la probeta que dependerá del material y forma a ensayar entre el área en

planta de la muestra para alcanzar tal resistencia en unidades kg/cm2 o MPa, además de la

tensión diagonal, esfuerzos tangenciales en juntas y esfuerzo cortante.

Entre otras propiedades que debe cumplir los mampuestos son las que se describen a

continuación:

Absorción

Durabilidad

2.9.1. Absorción

La absorción es la medida de la porosidad, la que indica la posibilidad de filtración de algún

agente líquido a través del bloque o ladrillo y la tendencia a su disgregación.

El ladrillo tipo PET al estar formado por plástico (tereftalato de polietileno) no absorberá

ningún tipo de líquido que se encuentre a su alrededor, convirtiéndole en un elemento

impermeable y exento de disgregaciones que son problemas comunes en los materiales

tradicionales en la construcción de mampostería.

20

2.9.2. Durabilidad

La durabilidad se encuentra asociada a los cambios de las condiciones naturales que son

temperatura y humedad, se la puede evaluar a través de una prueba de congelación y

descongelación, la cual consiste en ser repetitiva en condiciones saturadas con varios ciclos

de humedecimiento y secado. La pérdida de peso se relaciona con su resistencia. 14

Debido a que el ladrillo tipo PET es de plástico y su tiempo de descomposición va 100 a

1000 años se puede considerar que este material es de alta durabilidad.

2.10. Resistencia a la compresión de piezas artificiales (ladrillo y bloque)

Las principales propiedades que deben poseer las piezas o elementos que conforman una

mampostería es la resistencia a la compresión la misma que se lo puede realizar ensayando

medio ladrillo o bloque en posición horizontal donde se aplica una carga de compresión;

para poder realizar dicha prueba la muestra debe estar seca porque si contiene o absorbe

humedad se alteran los resultados de la resistencia deseada.

Tabla N° 1: Resistencia a la compresión de la piedra natural

Piedra

Peso

Volumétrico

Seco

Resistencia a

la

Compresión

Resistencia a

la Tensión

Módulo de

Elasticidad

ton/m3 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2

Areniscas 1,75-2,65 150-3200 60-120 40000-20000

Basaltos

(Piedra Braza) 2,30-3,00 800-5800 200-300 100000-300000

Granito

Natural 2,40-3,20 800-3000 100-200 40000-500000

Mármol 2,40-2,85 300-3000 35-200 900000

Fuente: Diseño Estructural de Casas Habitación.15

14 Gallo, G., Espino. L., Olvera, A., (2005), Diseño Estructural de casas Habitación, México D.F. McGraw-

Hill (p.12) 15 Gallo, G., Espino. L., Olvera, A., (2005), Diseño Estructural de casas Habitación, México D.F. McGraw-

Hill (p.11)

21

Tabla N° 2: Características típicas de algunas piezas artificiales

Material

Resistencia a la

Compresión

Coeficiente de

Variación Peso Volumétrico

Seco f*

p Cv

kg/cm2 kg/cm2 ton/m3

Ladrillo Rojo de

barro recocido 35-115 10-30 1,30-1,50

Ladrillo extruido

perforado

verticalmente

150-430 11-25 1,65-1,96

310-570 15-20 1,61-2,06

150-400 11-26 1,66-2,20

Ladrillo extruido

macizo 375-900 5-16 1,73-2,05

Ladrillo extruido,

huecos

horizontales

75-80 13-18 1,25-1,32

50-80 16-30 1,69-1,78

Bloques de Concreto

Ligero 20-50 10-26 0,95-1.21

Intermedio 20-80 7-29 1,32-1,70

Pesado 70-145 7-28 1,79-2,15

Adoquín 45-120 11-35 1,05-1,60

Silicio Calcáreo 175-200 11-15 1,79

Fuente: Diseño Estructural de Casas Habitación.16

Tabla N° 3: Valores mínimos para la resistencia de las unidades f'cu17

TIPO DE UNIDAD fću (MPa)

Ladrillo macizo 2

Bloque de perforación horizontal de arcilla 3

Bloque de perforación vertical de hormigón o

de arcilla 3

Fuente: NEC_SE_VIVIENDA18

16 Gallo, G., Espino. L., Olvera, A., (2005), Diseño Estructural de casas Habitación, México D.F. McGraw-

Hill (p.12) 17 fću: Resistencia especificada a la compresión de la unidad de mampostería medida sobre el área neta. 18 Norma Ecuatoriana de la Construcción NEC-SE-Vivienda, Viviendas de hasta dos pisos con luces de hasta

5 metros (p. 64)

22

2.11. Mecanismos de falla

Se conoce al efecto ocasionado en la mampostería expuesta a las solicitaciones como

compresión, corte, entre otros, el mismo que se lo puede definir como un proceso,

secuencia o medio por el cual ocurre la falla en el muro.

2.11.1. Mecanismo de falla ocasionada por Compresión Axial

La mampostería al estar formada por dos materiales que tienen características distintas

(esfuerzo-deformación) y encontrarse sometidos a la acción de esfuerzos de compresión

tienden a deformarse de diferente manera, es decir que tanto el mampuesto como el mortero

de pega reaccionan indistintamente lo que hace difícil su interacción.

Para explicar de una manera sencilla la forma de interactuar de los materiales se describe

que un prisma de mampostería sometido al efecto de una carga vertical, tanto el mortero y

el mampuesto sufren deformaciones verticales y alargamientos transversales. Se debe

destacar que si los materiales tuviesen la oportunidad de trabajar independientemente sus

deformaciones serian distintas debido a sus respectivas propiedades elásticas.

La adherencia y las fuerzas de fricción entre las caras de contacto del mampuesto con el

mortero impiden el desplazamiento o deslizamiento relativo lo que genera que ambos tengan

una misma deformación transversal que será un intermedio de las que se inducirían por

separado.

Para alcanzar la misma deformación, el mampuesto al ser un material rígido soportará

tensiones transversales mientras que el mortero por ser un material deformable se encontrará

expuesto a una compresión triaxial siendo la compresión en ambas direcciones transversales.

Por lo tanto aumentará la resistencia del mortero con respecto a una prueba de compresión

simple mientras disminuye la del material rígido en este caso el mampuesto. Este

23

comportamiento peculiar ha sido denominado efecto de junta.19 Los esfuerzos transversales

inducidos en los dos materiales aumentan si la diferencia de los módulos de elasticidad de

cada uno y el espesor de la junta aumenta, es decir que es directamente proporcional.

La falla se presenta por aplastamiento de las piezas de mampostería ocasionado por la

compresión axial y el agrietamiento vertical generado por deformaciones transversales

acompañadas de agrietamiento longitudinales que al ser excesivo producen inestabilidad del

elemento y con esto su falla. El mortero sufre aplastamiento pero no llega a la falla del

mampuesto porque se encuentra retenido en capas delgadas y no generan inestabilidad de

toda la mampostería.

2.11.2. Mecanismo de falla y distribución de esfuerzos ocasionada por Tensión

Diagonal

Las cargas laterales que actúan sobre la mampostería inducen a tensión diagonal lo que

genera la falla del muro, la misma que se reconoce por la grieta diagonal que atraviesa en

diferentes direcciones al mortero y mampuesto con una trayectoria aproximadamente recta,

esta se forma desde el centro del muro y crece hasta los extremos.

Para estudiar de manera teórica la distribución de esfuerzos principales de tensión en la

mampostería, la misma que se supone estar formado de un material elástico homogéneo. En

el siguiente gráfico se muestra la distribución de esfuerzos en un elemento cuadrado sujeto

a dos fuerzas de compresión a lo largo de la diagonal.

19 Meli, R., Reyes, A. (1971), Resistencia de Muros de Mampostería ante cargas verticales excéntricas,

Biblioteca virtual de la Universidad Nacional Autónoma de México, Recuperado de:

http://132.248.9.195/SerieAzul/288.pdf (p. 283)

24

Gráfico N° 7: Distribución de Esfuerzos en un elemento sujeto a compresión diagonal

Fuente: Meli, R., Reyes, A. (1971), Resistencia de Muros de Mampostería ante cargas verticales

excéntricas (p. 285)

Mientras que en el grafico que se encuentra a continuación esta la distribución de esfuerzos

de la diagonal bajo una carga horizontal aplicado en el extremo del elemento cuadrado

trabajando en voladizo. Estos dos tipos de carga idealizan las solicitaciones a las que puede

estar sometida la mampostería por efecto de cargas laterales. 20




25

Gráfico N° 8: Distribución de Esfuerzos en un elemento sujeto a fuerzas cortantes



Como se puede observar en los dos casos el valor máximo de tensión diagonal ocurre en el

centro del elemento lo que explica el modo de falla. El esfuerzo máximo de tensión puede

variar por el tipo de carga, proporciones del elemento y el nivel de carga vertical que actúa

sobre el muro, para poder identificar cual es la variación teóricamente se lo realiza a través

del análisis elástico y encontrar el valor del esfuerzo máximo en cada caso igualado a la

resistencia de la tensión diagonal de la mampostería por lo que se encuentra la carga que

genera el comienzo de la grieta diagonal y es considerado como el límite de resistencia

diagonal. Por lo tanto la falla por tensión diagonal ocurre cuando los mampuestos son de

baja resistencia y tienen buena adherencia con el mortero, y que de lo contrario la falla es

debido a los esfuerzos tangenciales en las juntas. 21




26

2.11.3. Mecanismo de falla ocasionada por Esfuerzos Tangenciales en juntas

Cuando los mampuestos que constituyen la mampostería tienen alta resistencia, antes de

que el esfuerzo de tensión diagonal producidos bajo la acción de una carga lateral y excedan

la resistencias de cada elemento, lo que sucede es que la carga vence la adherencia entre el

mortero y la pieza en las juntas, es así que se genera la grieta en la junta más cercana del

centro y se propaga hacia los extremos de forma diagonal.

Como ya se explicó anteriormente en los gráficos 7 y 8 la distribución de los esfuerzos en

los dos casos el esfuerzo máximo es en el centro del tablero.

Gráfico N° 9: Compresión diagonal. Variación de los esfuerzos con la forma del elemento



27

El tipo de falla producida por el deslizamiento sobre las juntas debe exceder la resistencia a

los esfuerzos tangenciales en las mismas, la cual es proporcionada en parte por la adherencia

que existe entre el elemento y el mortero, además por la presencia de la fricción existente

entre los materiales inducida por los esfuerzos de compresión que están en dirección normal

a dicha junta.

Por lo tanto para calcular el esfuerzo resistente en la junta se utilizará el mecanismo de

Coulomb:

𝑣 = 𝑢 + (𝑓 × 𝜎)

Dónde;

𝑢 → Es la adherencia en las juntas.

𝑓 → Es la fricción en las juntas.

𝜎 → Esfuerzo de compresión aplicado en dirección normal a la junta.

Si se considera una mampostería o muro expuesto a cargas de compresión diagonal se

presentara en la sección critica esfuerzos verticales de compresión, los mismos que serán

directamente proporcionales a la relación altura y longitud del muro, donde los esfuerzos

ayudarán a determinar que exista el efecto de fricción lo que incrementará la resistencia de

esfuerzos tangenciales en las juntas.

Del resultado del análisis elástico del muro que considera un material homogéneo la

variación del esfuerzo de compresión en el centro del muro, el cual se muestra en el gráfico

anterior se puede apreciar que los esfuerzos disminuyen considerablemente en función de la

longitud del muro con respecto a su altura, es decir que en una mampostería de gran longitud

existe la posibilidad de una falla en las juntas, mientras que en un muro de longitud menor

se podría producir una falla por tensión diagonal.

28

En una mampostería de voladizo se presentan esfuerzos normales en la sección más crítica

serán casi nulos, pero bajo la acción de una sobrecarga vertical se genera esfuerzos normales

que ayuden a la resistencia.

2.12. Ensayos a realizarse

Los principales ensayos a realizarse en esta investigación para demostrar las propiedades

físico-mecánicas son las siguientes,

2.12.1. Tracción Indirecta

El ensayo de tracción indirecta apareció en 1943 cuando Rio de Janeiro se hallaba en

remodelación urbanística, motivo por el cual se vio en la necesidad de trasladar una iglesia

antigua la misma que obstaculizaba una vía a ser construida, la idea era moverla de un punto

a otro encima de cilindros de acero, pero no existía dicho material debido a que en esta época

se efectuaba la segunda guerra mundial donde todo el acero se utilizaba para la fabricación

de material bélico. Es entonces que encargaron al Ingeniero Fernando Carneiro la realización

de ensayos en cilindros de hormigón para usarlos en reemplazo de los cilindros de acero.

El ingeniero comprobó que al cargar los rodillos a compresión estos fallaban a tracción

mediante fisuras verticales, es por esto que se lo denominó TRACCIÓN INDIRECTA.22

MÉTODO DE ENSAYO SEGÚN LA NTE INEN 2648:2013

Resumen

Este método de ensayo consiste en aplicar una fuerza de compresión a lo largo de la longitud

de un espécimen cilíndrico de hormigón, a una velocidad tal que esté dentro del rango

especificado en esta norma, hasta que ocurra la falla. Esta carga induce esfuerzos de tracción

en el plano que contiene la carga aplicada y esfuerzos de compresión relativamente altos en

el área circundante a la carga aplicada. La falla por tracción ocurre antes que la falla por

compresión porque las áreas de aplicación de carga se encuentran en un estado de

22 Recuperado de: http://enriquemontalar.com/fernando-carneiro-y-el-ensayo-brasileno/

29

compresión triaxial, lo que les permite resistir esfuerzos de compresión mucho más altos que

los que pueden ser alcanzados en el resultado del ensayo de resistencia a la compresión

uniaxial.

Para distribuir la carga aplicada a lo largo de la longitud del cilindro, esta se aplica sobre

tiras delgadas de madera contrachapada.

La carga máxima soportada por el espécimen se divide para factores geométricos apropiados

para obtener la resistencia a la tracción por compresión diametral.

Cálculos

Calcular la resistencia a la tracción por compresión diametral del espécimen de la siguiente

manera:

𝑇 =2 × 𝑃

𝜋 × 𝐿 × 𝜑

Donde

𝑇 → Resistencia a tracción por compresión diametral, MPa,

𝑃 → Carga máxima aplicada, indicada por la máquina de ensayo, N

𝐿 → Longitud, mm y

𝜑 → Diámetro, mm 23

2.12.2. Compresión axial

La Compresión axial es el esfuerzo perpendicular al plano sobre el que se va a aplicar la

fuerza de tracción o compresión, la misma que es distribuida de manera uniforme por toda

su superficie.24

Para describir el comportamiento de la compresión simple es necesario seleccionar un

elemento de mampostería que tenga una misma distribución entre juntas y mampuestos, de

23 Norma técnica NTE INEN 2648:2013 24 Diccionario de Arquitectura y Construcción, Recuperado de: http://www.parro.com.ar/definicion-de-

esfuerzo+axial

30

esta forma someterlo a carga axial sin restricción a deformaciones transversales lo cuales

son difícil de realizar porque al colocar el murete o prisma en la máquina de ensayo la

fricción existente entre las caras de contacto del prisma y las placas de la maquina inducirá

una restricción a las deformaciones transversales siendo máxima en los extremos mientras

que en dirección al centro del mampuesto disminuirá. Entonces si dicho prisma posee poca

esbeltez la falla generada será a través de grietas inclinadas semejante a un cilindro de

hormigón. Mientras que si el prisma es esbelto se presentarán fallas a través de grietas

verticales porque el efecto de restricción en la parte central del elemento es poco influyente.

Por lo tanto, un elemento menos esbelto tendrá mayor resistencia con respecto a uno de

mayor esbeltez, efecto representado en el grafico siguiente que grafica como disminuye

rápidamente la resistencia al aumentar la esbeltez en un rango de uno a cuatro para la

diminución es menos importante en un intervalo amplio antes de que se inicie a influir las

efectos de esbeltez propiamente dichos.

Gráfico N° 10: Variación de la resistencia con relación altura a espesor.



31

Entre las principales características que deben tener los prismas y muretes a ensayarse

podemos mencionar los siguientes:

Gráfico N° 11: Características principales de prismas y muretes

Fuente: Autores

2.12.3. Tensión diagonal

El estudio sobre la resistencia diagonal de mampostería ha sido muy poco investigado

experimentalmente, pero se puede mencionar que el ensayo más interesante fue realizado

por Johnson y Thompson, los mismo que desarrollaron un ensayo de tensión similar al que

se emplea para el hormigón y que es conocido como ensayo de tensión indirecta o prueba

brasileña. Dicha prueba se realiza a través de un disco de mampostería de 15plg (38,10cm)

de diámetro, además es necesario un tablero previamente construido donde el disco antes

mencionado se coloca en una maquina universal donde se aplicara una carga concentrada en

toda su longitud, colocando en las caras de contacto entre los cabezales de la máquina

universal y el elemento una tira de tabla triplex lo que genera que la carga trasmitida sea

relativamente lineal.

Ventajas:

Entre las ventajas de este ensayo se puede mencionar los siguientes:

Fácil

Construcción

Transporte

Ensayarse en una prensa hidráulica común

32

En una parte importante del diámetro cargado existe un esfuerzo de tensión, lo que

permite obtener resultados más uniformes que en el caso de presentar gradientes de

esfuerzos importantes.

La forma circular del elemento ayuda a que el diámetro cargado tenga cualquier

inclinación con respecto a la dirección de las juntas, logrando analizar el efecto de la

dirección que provocan los esfuerzos principales de tensión.

Desventajas:

Entre las desventajas de este ensayo principalmente la operación de corte se puede indicar

las siguientes:

El equipo para realizar dicha operación no se obtiene fácilmente en un laboratorio

pequeño.

Las maniobras relacionadas contienen un peligro de que se rompa la adherencia entre

las juntas.

Para realizar el ensayo descrito anteriormente aplicado en mampostería, se decidió elaborar

un murete cuadrado que cumpla con las características antes mencionadas, aunque se pasó

por alto la uniformidad de la distribución de esfuerzos que se obtiene con el ensayo brasileño.

En el ensayo de tensión diagonal para el caso del murete cuadrado se coloca en las esquinas

unos ángulos que distribuyen las concentraciones en una zona pequeña mientras que en la

parte central la variación de los esfuerzos de tensión es muy lenta sobre la diagonal.

Una de las peculiaridades que poseen las placas es que deben ser pequeñas para evitar el

confinamiento lo que reduce los esfuerzos de tensión.

Para otros materiales que no sean tabiques25, se pueden obtener muretes de dimensiones muy

semejantes aunque varié el número de juntas verticales y horizontales.26

25 Tabique: Ladrillos o bloques 26 Meli, R., Reyes, A. (1971), Resistencia de Muros de Mampostería ante cargas verticales excéntricas

(p. 287)

33

En el murete cuadrado ensayado, no siempre presentará la falla por tensión diagonal porque

también se podría provocar la falla por cortante en las juntas. Es por esta razón que este

tipo de ensayo servirá para analizar ambos tipos de falla.

Para obtener la falla por tensión diagonal en cualquier tipo de material se aumentará la

relación altura a lo largo del murete.

2.12.4. Esfuerzo tangencial en juntas

Para determinar la resistencia de la mampostería bajo la acción de esfuerzos tangenciales en

las juntas es necesario establecer la adherencia y fricción en las mismas, de esta forma

comprobar el modelo de falla planteado en donde el esfuerzo tangencial es función lineal

con respecto al esfuerzo normal y la adherencia en las juntas.

Según ensayos realizados en prismas conformados por dos mampuestos en las cuales a través

de placas en diversos ángulos se les aplicó una carga de compresión con respecto a la

dirección de las juntas se encontró que la resistencia varía linealmente con respecto a la falla

generada por el deslizamiento de la junta.

Desventajas

Se debe fabricar placas de apoyo en varios tipos

Alineación de las placas con respecto a la carga.

También se tomó en cuenta que prismas formados de tres elementos reunían más ventajas

en donde el mampuesto del centro se encontraba cortado por la mitad, donde la acción del

corte disminuye la longitud de las dos mitades en poco menos de un centímetro la misma

que es la separación de la parte central mientras que la falla por esfuerzo tangencial se lo

podrá obtener al aplicar cargas en el centro como se muestra en el siguiente gráfico:

34

Gráfico N° 12: Ensayo de Cortante



A la vez se podrá introducir en las juntas diversos niveles de esfuerzos normales a través de

cargas de confinamiento en los elementos de los extremos.

2.13. Diseño de muros

Los muros de mampostería son elementos estructurales que se emplean de manera frecuente

en la construcción de diversas edificaciones. Dependiendo de su funcionamiento, se

clasifican como: muros de carga, muros de contención, muros divisorios. Su mayor

utilización se encuentra en la construcción de viviendas y en menor grado, como elementos

de contención, ya sea para contener el empuje de líquidos, tierras o granos.

Los muros de mampostería de acuerdo con su función dentro de una estructura se clasifican

en:

35

Muros diafragma: son aquellos que se encuentran rodeados en su perímetro por vigas y

columnas proporcionándole a los marcos una mayor rigidez contra la acción de las cargas

horizontales.

Muros confinados: Estos muros, los más empleados en el medio para vivienda unifamiliar,

son aquellos que se encuentran rodeados por elementos llamados columnas o vigas, cuya

función es ligar al muro proporcionándole un confinamiento que le permita un mejor

comportamiento, principalmente ante la acción del sismo. Por la anterior razón, las vigas y

las columnas deberán cumplir con ciertos requisitos que se mencionan posteriormente.

Muros reforzados interiormente: Son aquellos muros reforzados con barras o alambres

corrugados de acero, horizontales y verticales, colocados en celdas de las piezas en ductos o

en las juntas. El acero, tanto el horizontal como el vertical, se distribuye a lo largo y a lo alto

del muro.

Las estructuras de mampostería deben diseñarse por el método del estado límite de

resistencia. Sin embargo, también se permite el diseño de estas estructuras por el método de

los esfuerzos admisibles.27

Para determinar la conducta de los diferentes muros que serán sujetos a cargas verticales, se

deberán realizar varios ensayos en el laboratorio para establecer la curva esfuerzo-

deformación completa, así como también el módulo de elasticidad

2.13.1. Carga Vertical

Las cargas verticales proceden fundamentalmente del funcionamiento de la construcción, es

decir, en ella interviene el peso propio de la estructura, acabados y las cargas generadas por

el uso que se le da a la edificación.

27 Procedimiento de diseño: Norma Ecuatoriana de la Construcción; Mampostería Estructural

36

En una estructura de mampostería, estas cargas serán soportadas por los muros, a los cuales

se llaman muros de carga y cuya función principal es la de soportar y transmitir las cargas a

la cimentación.

Gráfico N° 13: Carga Vertical en un muro

Fuente: www.construmatica.com28

De manera simple, se puede establecer la forma de resistir estas cargas a partir de las

disposiciones que el reglamento establece para el análisis y la revisión de muros sujetos a la

acción de cargas verticales.

Simbología:

t: espesor del muro

H: altura libre de un muro entre elementos capaces de darle apoyo lateral.

k: factor de carga efectiva del muro que se determinará según el criterio siguiente.

k=2 para muros sin restricción al desplazamiento lateral en su extremo superior.

k=1 para muros extremos en que se apoyan losas.

k=0.8 para muros limitados por dos losas continuas a ambos lados del muro.

f´m: Esfuerzo a compresión de diseño de la mampostería

28 Recuperado de:

https://www.google.com.ec/search?q=botellas+pet+en+la+alcantarilla&espv=2&biw=1366&bih=623&sourc

e=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIlrTisePxxgIVys6ACh2yTwhz#tbm=isch&q=mur

os+con+carga+vertical&imgrc=e2NEEIngIMaXVM%3A

37

At: Área de muro en Planta

PR: Carga Vertical resistente

FR: Factor de reducción que vale 0.6 para muros confinados o reforzados.

FE: Factor de reducción por excentricidad y esbeltez del muro que se podrá tomar igual a 0.7

para muros interiores y 0.6 para muros extremos.

Pu: Carga vertical actuante debido al peso propio, al peso de las losas y al generado por el

funcionamiento de la construcción.

𝑃𝑅 ≥ 𝑃𝑢

𝑃𝑅 = 𝐹𝑅 ∗ 𝐹𝐸 ∗ (𝑓´𝑚 + 4𝑘𝑔

𝑐𝑚2) ∗ 𝐴𝑇 29

2.13.2. Carga Horizontal

Las cargas horizontales que actúan sobre estructuras de mampostería se deben a diversas

causas. Sin embargo, la causa más frecuente e importante es el sismo. La acción sísmica

produce efectos diversos de los cuales, el más trascendente, es el de la fuerza cortante en la

estructura. Esta debe ser resistida mediante los elementos estructurales (pórticos rígidos,

muros). En este apartado se considera que los elementos resistentes básicos son los muros

de mampostería. Por lo que se establecerá la forma en que dichas estructuras resisten la

acción sísmica, así como las disposiciones reglamentarias sobre su construcción.

Simbología:

VR: Cortante resistente

VU: Cortante último

Vs: Cortante Basal


29 Gallo, G., Espino. L., Olvera, A., (2005), Diseño Estructural de casas habitación, México D.F. McGraw-

Hill. (p.65)

38

fvm: Esfuerzo cortante resistente de la mampostería empleada


Sa: Aceleración espectral

ɸP y ɸe: Coeficientes de configuración en planta y elevación respectivamente

𝑉𝑅 ≥ 𝑉𝑢

𝑉𝑅 = 𝐹𝑅(0.5𝑓𝑣𝑚𝐴𝑇 + 0.3𝑃) ≤ (1.5 𝐹𝑅 ∗ 𝑓𝑣𝑚 ∗ 𝐴𝑇) 30

2.14. Normas a emplearse

2.14.1. ASTM C-67

Resistencia a la compresión31

6. Las muestras de ensayo

6.1.1. Las pruebas de ladrillos y probetas se realizarán a la mitad del ladrillo seco (ver 4.4.1.),

Toda la altura y ancho de la unidad, tendrá una longitud igual a dos veces la mitad de la

longitud total de la unidad de ± 1plg. (25,4 mm), excepto como se describe a continuación.

Si la prueba de la muestra descrita anteriormente excede la capacidad de la máquina de

prueba, dicha prueba de los especímenes deberá consistir en las piezas secas de ladrillo, toda

la altura y el ancho de la unidad, con una longitud no inferior a un cuarto de la longitud

completa de la unidad, y con una superficie bruta de la sección transversal perpendicular al

rodamiento no menos de 14plg2. (90.3cm2). Las muestras del ensayo se obtendrán por

cualquier método que se producirá en este sin romperse o agrietarse el espécimen con

aproximadamente en el plano y en los extremos paralelos. Cinco muestras deberán ser

probadas o ensayadas.


Hill (p. 69).

31 ASTM American Section of the Internacional Association for Testing Materials, Section, Section 4

Construction, C-67 Stándar test methods for sampling and testing brick and structural clay tile.(P. 41-53)

39

6.1.2 Tejas estructurales. Se debe realizar una prueba a cinco especímenes secos de baldosas

en una longitud de la cama de la pieza igual al ancho ± 1plg (25,4 mm); o probar las unidades

de tamaño completo.

6.2 Especímenes de ensayos con Capping:

6.2.1. Todas las muestras deberán estar secas y frescas como se dijo en los literales 4.4.1 y

4.4.2 antes de que cualquier parte del procedimiento de nivelación se lleve a cabo.

6.2.2 Si la superficie que se convertirá en superficies de apoyo durante la prueba de

compresión están rebajadas o cepilladas, es necesario llenar la depresión con un mortero

compuesto por una parte en peso de cemento de rápido endurecimiento conforme a los

requisitos para el tipo III de cemento de la especificación C150 y dos partes en peso de arena.

La edad de los especímenes al menos será de 48 horas antes del ensayo en los mismos.

Cuando el proceso supere 1/2 plg (12,7 mm), es necesario utilizar una sección de losa o

ladrillo, baldosa o placa de metal como un relleno del núcleo. Tapar las muestras de ensayo

utilizando uno de los dos procedimientos descritos en 6.2.3 y 6.2.4.

6.2.3 Yeso cápsula: Cubrir las dos superficies de apoyo opuestas de cada muestra con goma,

laca y deje secar completamente. Cada una de las superficies barnizadas y secas de la muestra

tendrán una capa fina de pasta de yeso calcinado (yeso de París) que se ha extendido sobre

una placa aceitada no absorbente, además su plano estará dentro de 0.003 plg (0,076 mm) a

16 plg (406,4 mm) y debe ser también suficientemente rígida, de tal manera que no se desvíe

durante la operación del recubrimiento. Cubra ligeramente con aceite u otro material

adecuado. Repita este procedimiento con la otra superficie opuesta del espécimen.

Tenga cuidado de que las superficies de apoyo opuestas así formadas sean aproximadamente

paralelas y perpendiculares al eje vertical del espécimen, el espesor de las tapas será

40

aproximadamente el mismo y que no exceda de 1/8 plg (3,18 mm). La edad de los

especímenes serán preparados por lo menos 24 horas antes de ensayar las muestras.

6.2.4 Capping con filler de azufre: utilizar una mezcla que contenga del 40 a 60% en peso

de azufre, siendo el resto arcilla roja u otro material inerte adecuado que pase el tamiz N°.

100 (150 um) con o sin plastificante. La superficie donde se colocará el Capping deberá

cumplir con los requisitos que se describe en 6.2.3. Colocar en las cuatro esquinas 1 plg

(25.4mm) la superficie será de acero para formar un molde rectangular de aproximadamente

1/2 plg (12,7 mm) mayor en cualquiera de las dimensiones interiores del espécimen. Se debe

calentar la mezcla de azufre en una olla de calefacción con termostato a una temperatura

suficiente para mantener la fluidez durante un período razonable de tiempo, después del

contacto con la superficie que se cubrió. Tenga cuidado para evitar el sobrecalentamiento, y

remover el líquido en la olla justo antes de su uso. Llenar el molde hasta una profundidad de

¼ plg (6,35 mm) con el material de azufre fundido. Coloque la superficie de la unidad para

a ser tapadas con rapidez en el líquido y mantenga el espécimen de manera que el eje vertical

este aproximadamente a la misma altura. Deje que la unidad permanezca inalterada hasta

que la solidificación sea completa. Permita que las tapas se enfríen durante un mínimo de 2

horas antes de la prueba de la muestra.

6.3 Procedimiento.

6.3.1. Especímenes de ladrillo en el plano de prueba (es decir, la carga se aplicará en la

dirección de la profundidad del ladrillo).

Especímenes de Ensayo de mampostería estructural, esta se lo realizará en una posición tal

que la carga que se aplica en la misma dirección como en un su funcionamiento. Se centrará

la muestra bajo la esfera superior dentro de 1/16 plg (1.59mm).

6.3.2 La máquina de prueba se ajustará a los requisitos de las prácticas E4.

41

6.3.3. El cabezal superior será de un asiento esférico, siendo un bloque de metal endurecido

firmemente unida al centro de la cabeza superior de la máquina. El centro de la esfera deberá

estar en alineada con la superficie del bloque en contacto con la muestra. El bloque estará

estrechamente centrado en su sede esférica, pero es libre de girar en cualquier dirección, y

su perímetro deberá tener por lo menos 1/4 plg (6.35 mm) de espacio libre de la cabeza,

deberá permitir que los especímenes se muevan libremente cuya superficie de apoyo no son

exactamente paralelas. El diámetro de la superficie de apoyo deberá ser de al menos 5 plg

(127mmm). Utilice el bloque de apoyo de metal endurecido por debajo de la muestra para

minimizar el confinamiento además la placa inferior de la máquina de la superficie del

bloque de apoyo destinados al contacto con la muestra tendrá una dureza no inferior a

HRC60 (HB620). Esta superficie no se apartará de la superficie plana en más de 0.001 plg

(0.03mm). Cuando el área del soporte del bloque y el soporte esférico no sea suficiente para

cubrir el área de la muestra, es necesario colocar una placa de acero con la superficie

mecanizada a los verdaderos planos dentro de ± 0,001 plg (0,03 mm), y con un espesor igual

o menor de 1/3 de la distancia desde el borde del bloque del soporte esférico y la muestra

tapada.

6.3.4 Velocidad de la prueba: se deberá aplicar la carga, hasta la mitad de la carga máxima

esperada, en todo caso es conveniente, que después se ajuste los controles de la máquina

para que se aplique la carga restante a una velocidad uniforme en no menos de 1 ni más de

2 minutos.

6.4 Cálculo y reporte

6.4.1 Calcular la resistencia a la compresión de cada muestra como se indica a continuación:

Resistencia a la compresión, C= W/A

Donde;

42

C = Resistencia a la compresión del espécimen en lb/plg2 o (kg/cm2) (o Pa. 104)

W = Carga máxima, en lbf, (o kgf), (o N) indicado por la máquina de ensayo, y

A = Media de las superficies brutas de las superficies de apoyo superior e inferior de la

probeta en plg2 (o en cm2)

Nota 3: Cuando la resistencia a la compresión se base en el área neta (ejemplo, baldosas de

arcilla), sustituyo de A en la fórmula anterior del área neta en plg2 o (cm2), del barro cocido

en la sección de área mínima perpendicular a la dirección de la carga.

2.14.2. Anexos de la Norma Ecuatoriana de la Construcción, Capítulo 6 de

Mampostería estructural.

Confección y ensayo de prismas de mampostería

Alcance y campo de aplicación

Este anexo establece el método para la confección de prismas de mampostería y para efectuar

el ensayo de comprensión.

Aparatos

a) Prensa de ensayo:

Debe tener de rigidez suficiente para transmitir los esfuerzos del ensayo sin alterar las

condiciones de distribución y dirección de la carga. Debe tener un sistema de rótula que

permita hacer coincidir la resultante de la carga aplicada con el eje del prisma. Las

superficies de aplicación de la carga deben ser lisas y planas; no se aceptan desviaciones con

respecto a plano mayor de 0.015 mm en 100 mm, medidos en cualquier dirección. Las

dimensiones de las aristas de las placas de carga deben ser mayores o iguales a las aristas

del prisma.

43

NOTA: En caso de usar placas suplementarias para aumentar la dimensión de las placas de

carga de la prensa, éstas deben tener superficies rectificadas de acuerdo con el literal (c) de

6.A.1.1, espesor mayor o igual a 50mm y dureza mayor o igual a la de las placas de la prensa.

La sensibilidad de la prensa debe ser tal que la menor división de la escala de lectura

sea menor o igual al 1% de la carga máxima.

La exactitud de la prensa debe tener una tolerancia de ±el 1% de la carga dentro del

rango utilizable de la escala de lectura.

La prensa debe contar con dispositivos de regulación de la carga que permitan

aplicarla como se indica en 6.A.1.5 (d).

b) Regla graduada

La regla graduada o cinta metálica de medir debe contar con una escala graduada en mm.

Dimensiones del prisma

c) Espesor

El espesor del prisma debe ser igual al espesor de los muros y vigas de la estructura.

d) Longitud

La longitud del prisma debe ser mayor o igual al espesor y a la longitud de la unidad de

albañilería.

e) Altura

La altura del prisma debe cumplir con las siguientes condiciones:

Incluir un mínimo de tres hiladas; y

El cociente entre la altura y el espesor debe ser mayor o igual a 3

Construcción de prismas en laboratorio y en obra

Los prismas deben construirse reflejando, tanto como sea posible, las condiciones y calidad

de los materiales y mano de obra que se tendrán efectivamente en la construcción. En este

aspecto, se tendrán especialmente en cuenta la consistencia y el tipo de mortero, el contenido

44

de humedad de las unidades, el espesor y el trabajo de juntas y el relleno de los huecos con

hormigón de relleno.

Los huecos de las unidades deben llenarse con hormigón de relleno sólo en el caso que en la

obra estén todos llenos. La colocación del hormigón de relleno en los huecos debe hacerse

desde el extremo superior, dos días después de construido el prisma, usando el mismo

método de compactación usando en la obra.

Los prismas construidos en la obra deben protegerse y transportarse de manera tal que se

eviten los golpes y caídas.

a) Curado de los prismas

Los prismas construidos en laboratorio deben almacenarse cubriéndose con polietileno

durante los primeros 14 días. Durante las últimas semanas deben mantenerse descubiertos

en las condiciones ambientales del laboratorio. Los prismas construidos en la obra deben

mantenerse en ella por un plazo no inferior a los catorce días, en condiciones similares a los

elementos que representan. Después que los prismas hayan sido despachados al laboratorio,

el curado debe realizarse manteniéndolos descubiertos en las condiciones ambientales del

laboratorio hasta el momento del ensayo.

b) Refrentado de las caras de apoyo

El prisma debe refrentarse en sus extremos con una pasta de yeso. El espesor promedio de

la capa de refrentado debe ser menor o igual a 3.5mm. La capas de refrentado deben

colocarse por lo menos 24 horas antes de efectuar el ensayo. La pasta de yeso debe tener una

resistencia a la comprensión mayor o igual a 35MPa en el momento del ensayo. Esta

resistencia debe determinarse usando la norma correspondiente ASTM.

c) Edad de ensayo

Los prismas deben ensayarse, en general, a la edad de 28 días, la cual se considera como

edad de referencia.

45

Carga máxima registrada, N;

Resistencia prismática, en MPa ;

Observaciones relativas al modo de falla y cualquier otra información específica del

ensayo que sea útil para su mejor interpretación;

Referencia a esta norma.

Confección y ensayo de muretes de mampostería

Alcance y campo de aplicación:

Este anexo establece el método para la confección de muretes de mampostería y para efectuar

el ensayo de compresión diagonal. El ensayo de comprensión diagonal de muretes de

mampostería se efectúa aplicando una carga de comprensión según una diagonal del murete,

hasta llegar a la rotura.

Aparatos

a. Prensa de ensayo

Debe tener rigidez suficiente para transmitir los esfuerzos del ensayo sin alterar las

condiciones de distribución y dirección de la carga.

Debe tener un sistema de rótula que permita hacer coincidir la resultante de la carga aplicada

con la diagonal cargada del murete.

Las superficies de aplicación de la carga deben ser lisas y planas; no se aceptan desviaciones

con respecto al plano, mayores que 0.015 mm en 100 mm, medidas en cualquier dirección.

Las dimensiones de las aristas de las placas de carga deben ser mayores que las dimensiones

del cabezal de aplicación de la carga.

NOTA: En caso de usar placas suplementarias para aumentar la dimensión de las placas de

carga de la prensa, éstas deben tener superficies rectificadas de acuerdo con el literal 3 de

B.1, espesor mayor o igual a 50 mm y dureza mayor o igual a la de las placas de la prensa.

46

La sensibilidad de la prensa debe ser tal que la menor división de la escala de lectura

sea menor o igual al 1% de la carga máxima.

La exactitud de la prensa debe tener una tolerancia de ± el 1% de la carga dentro del

rango utilizable de la escala de lectura.

La prensa debe contar con dispositivos de regulación de la carga que permitan

aplicarla como se indica en el aparato “Ensayo” expuesto más adelante.

b. Regla graduada

La regla graduada o cinta metálica de medir debe contar con una escala graduada en mm.

c. Cabezales para aplicar la carga

Estos aparatos de acero se utilizan para aplicar la carga en la dirección de la diagonal del

murete, como se muestra en la Figura 6.B.1. La longitud de repartición de la carga aplicada

debe ser menor o igual a 150mm para evitar los efectos de confinamiento en el murete.

El ancho del cabezal debe ser igual al espesor del murete más 25mm.

Gráfico N° 14: Carga en la dirección de la diagonal al murete

Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción, Capítulo 6 Mampostería Estructural (p. 57)

d. Dimensiones del murete

Espesor

El espesor del murete debe ser igual al espesor de los muros de la estructura.

Longitud de la arista del murete

47

La longitud de la arista del murete debe ser mayor o igual a 60 cm, debiendo tener el murete

por lo menos cuatro hiladas.

e. Construcción de muretes en laboratorio y en obra

Los muretes deben construirse reflejando las condiciones y calidad de los materiales y

mano de obra que se tendrán efectivamente en la construcción. En este aspecto, se

tendrán especialmente en cuenta la consistencia y el tipo de mortero, el contenido de

humedad de las unidades, el espesor y el trabajo de las juntas.

Los huecos de las unidades deben llenarse sólo en el caso que en la obra estén todos

llenos. La colocación del material de relleno den los huecos debe hacerse usando el

mismo método de compactación usado en la obra.

Los muretes construidos en la obra deben protegerse y transportarse de manera tal que

se evitan los golpes y caídas.

Curado de los muretes

Los muretes construidos en laboratorio deben almacenarse cubriéndose con polietileno

durante los primeros 14 días. Durante las últimas semanas deben mantenerse descubiertos

en las condiciones ambientales del laboratorio.

Los muretes construidos en la obra deben mantenerse en ella por un plazo no inferior a

catorce días, en condiciones similares a los elementos que representan. Después que los

muretes hayan sido despachados al laboratorio, el curado debe realizarse manteniéndolos

descubiertos en las condiciones ambientales del laboratorio hasta el momento del ensayo.

Refrentado de las zonas de apoyo del cabezal

El murete debe refrentarse en las zonas de apoyo de los cabezales con una pasta de yeso. El

espesor promedio de la capa de refrentado debe ser menor o igual a 4 mm. Las capas de

refrentado deben colocarse por lo menos 24 h antes de efectuar el ensayo.

48

La pasta de yeso debe tener una resistencia a la comprensión mayor o igual a 35 MPa en el

momento del ensayo.

Esta resistencia debe determinarse usando la correspondiente norma ASTM.

f. Edad de ensayo

Los muretes deben ensayarse, en general, a la edad de 28 días, la cual se considera como

edad de referencia.

g. Medición del murete

Espesor y longitud de la arista

El espesor y la longitud de la arista del murete deben determinarse con el promedio de las

mediciones realizadas en los cuatro lados del murete.

Las medidas del murete deben expresarse en mm con aproximación a 1 mm.

h. Ensayo

El procedimiento debe consultar las siguientes etapas:

Limpiar la superficie de las placas de carga, la superficie de las placas de apoyo de

los cabezales y las superficies del refrentado;

Colocar el cabezal inferior sobre la placa de carga inferior;

Colocar el murete sobre el cabezal inferior alineando su diagonal vertical con el

centro de la placa de carga;

Colocar el cabezal superior y asentar la placa de carga superior sobre el cabezal;

Aplicar la carga en forma continua, sin choques, a una velocidad uniforme, de modo

que el ensayo demore entre 3 y 4 min en alcanzar la carga de agrietamiento diagonal;

Registrar la carga de agrietamiento diagonal, expresándola en N.

i. Resistencia básica de corte

La resistencia básica de corte debe calcularse como el cociente entre la carga de

agrietamiento diagonal y el área bruta de la sección diagonal del murete.

49

Los resultados deben expresarse en MPa con una aproximación inferior o igual a

0.01 MPa.

j. Informe de resultados

El informe debe incluir los siguientes antecedentes para cada uno de los muretes:

Fecha y edad en el momento del ensayo;

Espesor medio del murete;

Longitud media de la arista del murete;

Defectos exteriores del murete;

Carga de agrietamiento diagonal;

Resistencia básica de corte, calculada según el aparato precedente, en MPa;

Observaciones relativas al modo de falla y cualquier otra información específica

del ensayo que sea útil para su mejor interpretación;

Referencia a esta norma.

50

3. CAPÍTULO III: CONSTRUCCIÓN Y ENSAYOS DE LOS ELEMENTOS,

PRIMAS Y MURETES ELABORADOS CON LADRILLO PET.

3.1. Enfoque y técnicas de investigación

Se puede mencionar que se obtendrá dos tipos de enfoques el uno cuantitativo que consta de

la recolección de datos numéricos y el cualitativo de la descripción para el proceso de

interpretación.

Para realizar esta investigación es necesario comenzar con la recolección de las botellas

plásticas recicladas, las cuales se la obtienen en plantas de reciclaje o de acopio masivo

siendo específicamente los envases de 1,35 litros, para la elaboración de 15 muretes, 15

prismas y 5 ensayos individuales al ladrillo PET se requieren un total de 1000 botellas

plástico.

Fotografía N° 5: Centro de acopio del material PET

Fuente: Autores

El centro de Acopio de nombre L&G dónde se encontró la mayor cantidad de botellas está

ubicado en el sur de la ciudad de Quito en el sector de la zona industrial de Guamaní.

51

Fotografía N° 6: Recolección de botellas plásticas

Fuente: Autores

Una vez realizada la recolección de botellas se procede al traslado hacia un lugar propicio

para su almacenamiento, que fue el domicilio de uno de los investigadores.

Fotografía N° 7: Almacenamiento de botellas plásticas

Fuente: Autores

Área utilizada para el almacenamiento de las botellas plásticas en un área de 6 m2.

Materiales utilizados para el llenado de las botellas plásticas

Embudo Reciclado: fabricados de botellas de mayor capacidad cortadas en un tercio

de su altura total, en el pico de la botella se colocó un pedazo de manguera de

aproximadamente de 5 cm de longitud.

Mazo de goma: Utilizado para dar los golpes necesarios en la compactación del

ladrillo PET.

Bordo de 50 cm de altura necesario para introducirlo en la botella y poder compactar

la mitad del recipiente con arena.

52

Bordo de 25 cm de altura necesario para introducirlo en la botella y poder compactar

la segunda mitad del recipiente con arena, ya que así se logra menor fatiga del

operario.

Botella de plástico PET de 1.35 litros, recipiente elegido para la elaboración de

ladrillo PET.

Arena fina, utilizada como relleno del ladrillo PET, su procedencia es de la Cantera

de San Antonio de Pichincha, sector norte de la Ciudad de Quito.

Equipo de protección personal.

Guantes de Látex para proteger las manos por el constante manejo con la arena.

Mascarilla simple o con filtro para cuidar las vías respiratorias.

Gafas transparentes para el cuidado de los ojos.

Gorra de tela.

Fotografía N° 8: Materiales empleados en la fabricación del ladrillo

Fuente: Autores

Procedimiento para el llenado de botellas plásticas

Retirar la etiqueta del envase plástico.

Llenar de arena la botella plástica hasta la mitad del recipiente aproximadamente

utilizando el mismo embudo como recipiente de recolección.

53

Para el proceso de compactación se levantará la botella dejándola caer por su propio

peso, de esta forma las partículas finas se reacomodarán logrando dicha

compactación.

Se introduce el bordo de 50cm y se golpea alrededor de 10 veces con el mazo de

goma hasta que quede literalmente compactada o dura.

Llenamos la otra mitad de la botella nuevamente con arena y se la deja caer para que

se compacte o acomoden las partículas finas.

Con el bordo de 25cm se lo coloca en el pico de la botella y se le da 10 golpes

utilizando el mazo de goma esta longitud del bordo se la utiliza para que la persona

se fatigue menos al levantar el brazo en relación al bordo de 50cm.

El proceso tiene como objetivo dejar a la botella totalmente dura simulando un

ladrillo o bloque tradicional.

El almacenamiento del ladrillo PET se lo debe realizar con mucho cuidado ya que al

ser un elemento que puede rodar este podría provocar accidentes a las personas, por

esta esta razón se hace la primera fila bien nivelada y en sus extremos se coloca trabas

o trancas para que se queden fijas, además la longitud será variable dependiendo el

espacio que se posea, cada fila subsiguiente deberá ser de menos dos botellas a la

anterior y así sucesivamente teniendo una distribución piramidal.

Fotografía N° 9: Botellas llenas de arena- LADRILLO PET

Fuente: Autores

54

Para investigar la adherencia del mortero con el ladrillo tipo PET se cambiara la rugosidad

de la botella lijándola y colocando clavos en la misma.

Materiales empleados para lijar las botellas plásticas:

Lijas de color rojo 86x50

Lijadora orbital

Botellas de plásticas de 1,35lt llenas de arena.

Fotografía N° 10: Materiales para el lijado de las botellas

Fuente: Autores

Pasos para el lijado de botellas plásticas:

Para cambiar la rugosidad de la botella original se procedió a lijar las mismas utilizando

máquinas automáticas llamadas lijadoras orbitales, para realizar el proceso de forma rápida

y así aumentar el rendimiento del operario.

De esta manera se podrá comprobar si mejora la adherencia entre el mortero y la botella

plástica que era lisa antes del proceso indicado anteriormente, ya que este es el elemento de

la mampostería a ser investigada.

Se debe cortar la lija para poder colocarla en las lijadoras, esto dependerá del tipo

de máquina que se utilice para nuestro caso fue de 13cm x 13cm.

Las botellas se deben colocar en una superficie firme logrando que las mismas no

se muevan.

55

Con un movimiento de arriba hacia abajo o de derecha a izquierda se logra lijar la

botellas, no se debe presionar excesivamente porque se desgasta demasiado el

plástico provocando su perforación.

El tiempo de lijado demora aproximadamente de 2 a 4 minutos.

Fotografía N° 11: Lijado de las botellas para cambiar la rugosidad

Fuente: Autores

En la siguiente fotografía se puede visualizar la diferencia entre una botella lisa que está en

el centro la cual es más brillante mientras que las botellas lijadas se encuentran en los

extremos y son más opacas o blancas.

Fotografía N° 12: Botellas lisas vs. Botellas lijadas

Fuente: Autores

Materiales empleados para fabricar el ladrillo PET con clavos:

23 libras de clavos de 2 pulgadas (4080 unidades)

Martillo

Superficie lijada

o rugosa

Superficie lisa

56

Fotografía N° 13: Materiales fabricación ladrillo tipo PET con clavos

Fuente: Autores

Pasos para la colocación de clavos en la superficie del elemento:

Para cambiar la superficie del ladrillo tipo PET y realizar la investigación de la adherencia

con el mortero se seleccionó un total de 255 botellas de superficie lisa para proceder a colocar

los clavos en las mismas.

Se coloca el ladrillo tipo PET horizontalmente en una superficie plana en inmóvil.

Colocar clavos de 2 pulgadas alrededor de la botella o ladrillo tipo PET, tratando de

que este forme una cruz y que sobresalga de la superficie aproximadamente un

centímetro.

Fotografía N° 14: Ladrillos tipo PET con clavos

Fuente: Autores

Para poder construir prismas y muretes con ladrillo tipo PET es necesario realizar encofrados

que lograran confinar la mampostería hasta que el mortero cumpla con el tiempo de

fraguado.

57

Materiales y herramientas empleadas para la elaboración de encofrados de prismas y

muretes:

4 tablas tríplex industrial de 2,44 m x 1,22 m y 18 mm de espesor.

Cuartones de tabla de monte de 5cm x 4cm y 2,40m de longitud.

Tableros de encofrados de 1,20m x 0,60m de madera de eucalipto.

Plástico de color negro de 1m x 0,80m.

Tornillos autoroscantes cabeza cilíndrica de ranura de 7 x 1 ½ plg, 7 x 2 ½ plg y 6 x

3/4 plg.

Taladro.

Avellanadora, punta de estrella, broca de 6mm o ¼ plg.

Sierra eléctrica.

Flexómetro.

Martillo.

Formón.

Sierra.

Clavos de acero 4plg x ¼ plg.

Escuadra de carpintero.

Lápiz.

Brochas.

Aceite automotriz quemado.

Pedazos de cartón.

Extensión, guates de látex y de cuero.

58

Fotografía N° 15: Materiales y herramientas empleadas para el armado de encofrados

Fuente: Autores

Procedimiento para la realización de los encofrados de prismas y muretes:

En el lugar donde se adquirió las tablas tríplex se especifican las dimensiones

requeridas para los encofrados y ellos las entregan cortadas, ver ANEXO 2.

En la investigación se utilizó de las siguientes dimensiones:

o 11 tableros de 65cm x 65cm

o 11 tableros de 65cm x 32,6cm

o 10 tableros de 32,6cm x 32,6cm

o 15 tableros de 20cm x 32,6cm

De los cuartones se cortaron piezas de las siguientes longitudes:

o 22 cuartones de 85cm.

o 22 cuartones de 52,6cm.

o 2 cuartones de 75cm.

En la figura N° 1 se detallarán las dimensiones y armado de los encofrados para la

fabricación de los prismas con ladrillo PET.

59

Figura N° 1: Dimensiones de los encofrados de los prismas.

Fuente: Autores

Explicación detallada del armado de encofrados, para observar la galería de fotografías del

proceso ver el ANEXO 2.

Para lograr armar los encofrados y unir las piezas de cuartones es necesario medir la

distancia a las cuales serán colocados los tornillos autoroscantes.

Utilizando el taladro con el avellanador se procede a realizar la guía para que ingrese

el tornillo, lo cual se realiza en todas las piezas de tabla tríplex que conformarán el

encofrado de prismas y muretes.

Mediante la uso de la punta de estrella, el tornillo 7 x 1 ½ plg y el taladro se arman

los encofrados de los prismas que tiene las siguientes dimensiones:

Para la conformación de los encofrados de los muretes se usó los tableros de

eucalipto 1.20m x 0.60m, el mismo que será cubierto con plástico negro con las

20

32,6

32,6

e= 18mm

32,6

cm

60

dimensiones de 1m x 0.80m el cual facilitará el desencofrado del murete sujetado

con tornillos autoroscantes de 6 x ¾ plg con una arandela de cartón, además el tablero

servirá de base para que repose el murete los 28 días necesarios hasta su ensayo.

El ensamble de las encofrados de los muretes es necesario ocupar el taladro, la punta

de estrella, el tornillo 7 x 2 ½ plg que servirá para unir los cuartones con la tabla

tríplex y el tornillo de 7 x 1 ½ para unión de tablas tríplex, dichos encofrados poseen

las siguientes dimensiones:

Figura N° 2: Dimensiones de los encofrados de los muretes.

Fuente: Autores

65

65

32,6

65

85

4 4

52,655

cm

e= 18mm

cmcm

4

44

51

,54

1,5

5,5

45

1,5

61

Después de culminado el proceso de armado del encofrados para los muretes se

continua con la fijación en la base de estos sobre el tablero de eucalipto que

previamente fue cubierto con plástico.

Para la fijación de los encofrados se realizó una perforación con el taladro y la broca

de 6mm en la base y en el centro de las intersecciones de los cuartones de todo el

juego en donde se colocó clavos de acero 4plg x ¼ plg.

Esto ayudará a estabilizar el encofrado evitando que este se abra al momento de

realizar los muretes, en total se fabricó 5 encofrados para muretes y 15 bases de tabla

de eucalipto.

Se coloca una capa de aceite de automotriz quemado en los encofrados de prismas

y muretes para recubrir su parte interna, lo cual ayudará a que después de elaborados

los mismos se pueda desencofrar con mayor facilidad.

Fotografía N° 16: Recubrimiento de

aceite a 5 encofrados de prismas

Fuente: Autores

Fotografía N° 17: Encofrados de muretes

terminados

Fuente: Autores

Transporte del Material

Se transportó el material elaborado desde el domicilio de uno de los investigadores donde se

estaba almacenando los encofrados y los elementos de la mampostería hacia el laboratorio

de ensayo de materiales y modelos de la Universidad Central del Ecuador, ver ANEXO 3.

62

En la investigación se elaborará un total de 15 prismas y 15 muretes, en los que utilizaremos

los elementos de mampostería, ladrillo PET, los mismos que tendrán diferentes superficies

con la finalidad de investigar la adherencia del material con el mortero de pega.

Por lo tanto se fabricará con ladrillo tipo PET como elemento de mampostería:

Cinco prismas y muretes con elementos lisos.

Cinco prismas y muretes con elementos lijados o rugosos.

Cinco prismas y muretes con elementos que tienen clavos en la superficie.

Construcción de prismas y muretes con ladrillo tipo PET:

Para la investigación se empleó un mortero con una dosificación 1:5, es decir que por 50kg

de cemento se agrega 250 kg de arena, dicha mezcla es suficiente para la construcción de

dos muretes de 65cm x 61,4cm.

Tabla N° 4: Tabla de Morteros Cantidad de Material para elaborar un metro cúbico de material

Dosificación Cemento Arena Agua

Usos kg m³ m³

1:0 1,352.00 ---- 0.57 Pasta de cemento, colocación de azulejos, cerámica,

mosaico, vitrio

1:2 583.00 1.00 0.26 Unión de tubos de cemento

1:3 458.00 1.11 0.25 Colocación de baldosas, Gres. Macillado de terrazas y

cubiertas, enlucidos de caja de revisión.

1:4 355.00 1.18 0.24 Macillado de losas de entrepisos, mamposterías de

piedra, colocación de marcos puertas y ventanas.

1:5 285.00 1.22 0.24 Mampostería de ladrillo o bloque

1:6 240.00 1.26 0.23 Enlucidos en general

1:8 182.00 1.30 0.23 Trabajos secundarios

*1:0

*1Cementina 875.00 ---- 0.57 Pasta de cementina alisado de enlucidos

Fuente: Apuntes de Materia de Construcciones I, dictada por el Ing. José Jiménez

63

La relación agua/cemento se puede calcular dividiendo la masa del agua para la del cemento,

la siguiente tabla proporciona factores principales dentro del diseño de hormigones, esto

influye en la resistencia, durabilidad y la retracción del hormigón.

Al diseñar un hormigón o mortero es necesario analizar la resistencia a la compresión del

hormigón a los 28 días la cual está en función de la relación agua/cemento y el Laboratorio

de Ensayo de Materiales y Modelos de la Universidad Central del Ecuador, tiene estudios

propone la relación agua/cemento con su respectiva resistencia a la compresión que se podrá

obtener a los 28 días.

Tabla N° 5: Relación Agua/Cemento

Relación Agua Cemento para

diferentes Resistencias del

hormigón

Relación

Agua/Cemento

Resistencia

probable a los 28

días fć (MPa)

0,37 45

0,40 42

0,42 40

0,46 35

0,50 32

0,51 30

0,52 28

0,55 25

0,56 24

0,58 21

0,60 18

Fuente: Laboratorio de Ensayo de Materiales y Modelos - Universidad Central del Ecuador

Según la norma ecuatoriana de construcción NEC_SE_MP mampostería estructural el

mortero de pega debe cumplir con los siguientes requisitos de acuerdo a su dosificación

teniendo una resistencia mínima a la compresión a los 28 días:

64

Tabla N° 6: Dosificación del mortero de pega.

TIPO DE

MORTERO

COMPOSICIÓN EN PARTES POR

VOLUMEN

RESISTENCIA MÍNIMA

A COMPRESION 28

DÍAS

CEMENTO CAL ARENA MPa

M20 1 -- 2.5 20

M15 1 -- 3.0

15 0.5 4.0

M10 1 -- 4.0

10 0.5 5.0

M5 1 -- 6.0

5 1.0 7.0

M2.5 1 -- 7.0

2.5 2.0 9.0

Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción.32

La característica de la mezcla requerida para la unión de estos elementos debe ser seca por

lo cual se añade 23 litros de agua aproximadamente para un quintal de cemento, la razón

porque se fábrica de esta manera el mortero se debe a que el elemento es impermeable y por

su peso del mismo desplaza el agua del micro-hormigón.

Se denomina como micro-hormigón a la mezcla de cemento, arena y agua la misma que es

tradicionalmente utilizada como mortero de pega de mampostería, pero conceptualmente se

conoce que un mortero de pega debe contener cemento, arena, cal y agua de aquí su

denominación.

Pesaje de los materiales utilizados para realizar un mortero de pega tradicional, se

debe sumar el peso del cemento más el peso de la bandeja dónde se trasladará el

aglutinante.

Peso Bandeja metálica: 8 kg; Peso de cemento: 25 kg

32 Norma Ecuatoriana de Construcción NEC_SE_MP Mampostería Estructural, (p. 21)

65

Fotografía N° 18: Pesaje del cemento

Fuente: Autores

Fotografía N° 19: Pesaje de la arena

Fuente: Autores

Cuando ya se tenga la dosificación mencionada se procede a mezclarlas entre sí, es

decir se colocará la mitad de la arena luego el cemento y posteriormente la otra mitad

de la arena, luego se mezcla los agregados por un tiempo de 4 minutos como mínimo

hasta tener una tonalidad homogénea.

Para hacer la mezcla se debe realizar un hoyo en el centro de la misma y se coloca

aproximadamente 15 litros de agua.

Construcción de prismas:

Colocar la primera capa de mortero en el encofrado para prismas de un espesor

aproximado de 2 cm el cual estará a nivel, en la parte inferior del ladrillo tipo PET

se amarra una piola fina para enrollarlos con los subsiguientes.

Cuando se tenga listo el mortero y la botella se coloca en el encofrado, topando la

parte posterior del mismo y logrando así su alineación.

Se continúa con el procedimiento de colocación de botellas y mortero hasta terminar

la altura del encofrado, luego se pasa la piola hacia el frente del ladrillo para realizar

la malla en los picos de los envases, ver ANEXO 5.

Para finalizar se debe colocar la tapa del encofrado e identificar el prisma.

66

Repetir el proceso anterior para la construcción de prismas con elementos lijados y

con clavos en la superficie.

Fotografía N° 20: Construcción de

Prisma.

Fuente: Autores


prismas de ladrillo tipo PET con clavos

Fuente: Autores

Construcción de muretes:

Colocar en la base del encofrado el mortero con un espesor de 2cm

aproximadamente.

Comprobar que la primera capa de la mezcla se encuentre nivelada.

Se debe colocar la primera capa de ladrillo tipo PET que consta de 7 envases

plásticos rellenos de arena que van de extremo a extremo del encofrado, además se

amarra en la base del primer ladrillo la piola y posteriormente se van envolviendo las

siguientes.

Distribuir a lo largo de las botellas la segunda capa de mortero, además se debe coger

el nivel de la masilla.

Disponer sobre la segunda capa de mortero la siguiente fila de ladrillo tipo PET la

misma que estará colocada en la mitad de las dos botellas de la fila anterior, es decir

que en esta entran seis envases, no se debe olvidar que la piola se sigue envolviendo

en la base del elemento.

67

Se coloca sobre las botellas el nivel para comprobar que los elementos se encuentren

alineados horizontalmente.

Continuar con el mismo procedimiento hasta completar la altura del encofrado.

Realizar la malla en la parte frontal del murete amarando los picos de las botellas, de

tal manera que se logre un rombo cuando se entrelazan entre ellas.

Acabado la realización de la malla se limpia del mortero de exceso de la primera fila

de ladrillo tipo PET y se procede a cerrarlo con tornillos en las tablas y clavos en los

cuartones para evitar el empuje provocado por el elemento y el mortero de pega.

Colocar una mezcla utilizada para enlucir paredes entre el espacio que se deja para

que resbale entre las tapas de las botellas, este procedimiento se lo hace también

pegando con un martillo de goma hasta que se desplace esta mezcla hasta la parte

inferior del murete.

Se nivela utilizando un codal la parte superior y se coloca la identificación.

Repetir el procedimiento para la construcción de muretes con elementos lijados y con

clavos en su superficie.

Para la realización de los prismas de superficie rugosa es necesario que los

encofrados utilizados anteriormente se encuentren limpios para posteriormente

pintarlos con aceite automotriz quemado.

68


muretes.

Fuente: Autores

Fotografía N° 23: Muretes y Prismas

terminados

Fuente: Autores

PROCESO DE CURADO:

Al día siguiente de la construcción se desencofran prismas y muretes, se los

humedece y se los envuelve con polietileno durante 14 días.

Fotografía N° 24: Elaboración de quince muretes y prismas cubiertos de polietileno

Fuente: Autores

Después de pasados los 14 días de curado se procede a retirar el polietileno de primas

y muretes el cual ha funcionado como una cámara de humedad.

Se debe dejar los prismas y muretes a condiciones ambientales del laboratorio hasta

el día del ensayo lo cual es un tiempo de 14 días más.

69

Fotografía N° 25: Primas y muretes a condiciones ambientales del laboratorio

Fuente: Autores

3.2. Prueba de resistencia de los elementos elaborados con ladrillo tipo PET

3.2.1. Ensayo de tracción indirecta (Método Brasileño)

Para determinar la propiedad mecánica del elemento de ladrillo tipo PET se procedió a

realizar el ensayo de tracción indirecta que es utilizado en cilindros de hormigón para

determinar el esfuerzo de tracción a cada elemento ensayado.

Este método se empleó debido a que el ladrillo tipo PET:

Por la posición horizontal de la botella en la construcción de prismas y muretes

Porque el elemento estará expuesto a solicitaciones de carga en dirección paralela al

diámetro de la botella

Gráfico N° 15: Aplicación de carga ensayo brasileño

Fuente: Estudio Experimental sobre los Mecanismos De Rotura del Ensayo De

Compresión Diametral33

33 ESTUDIO EXPERIMENTAL SOBRE LOS MECANISMOS DE ROTURA DEL ENSAYO DE

COMPRESIÓN DIAMETRAL Recuperado de: http://www.gef.es/Congresos/14/pdf/Anales14-022.pdf

70

Proceso de ensayo del ladrillo tipo PET:

Identificar las muestras de ladrillo PET a ser ensayadas.

Fotografía N° 26: Identificación de muestras de ladrillo tipo PET a ser ensayadas

Fuente: Autores

Medir el diámetro del elemento el cual va a ser sometido a la carga, se considera el

diámetro más predominante.

Se coloca en posición horizontal el ladrillo tipo PET en la máquina universal de 100

toneladas, en la parte superior se utiliza una placa de acero la cual permitirá una

mejor distribución de la carga a lo largo del elemento.

Bajar el cabezal de la máquina y aplicar la carga, luego de transcurrido un cierto

tiempo se producirá la falla dándose por terminado el ensayo.

Fotografía N° 27: Aplicación de la carga

Fuente: Autores

71

3.2.2. Ensayo en cubos de mortero

Para determinar la resistencia a la compresión del mortero empleado en la construcción de

la mampostería con ladrillo tipo PET se procedió a realizar el ensayo a cubos de 50mm de

arista, tal como está especificado en la NTE INEN 488:2009. Como se recordará el mortero

utilizado debe ser una mezcla seca con una dosificación 1:5 es decir una de cemento y cinco

de arena.

Proceso para el ensayo de cubos de mortero:

Medir la masa adecuada de los materiales tanto del cemento como de la arena, para

cumplir con la dosificación establecida se midió 130g de cemento y 650g de arena.

Fotografía N° 28: Pesaje de la arena.

Fuente: Autores

Fotografía N° 29: Pesaje del cemento.

Fuente: Autores

Colocar la arena y el cemento en la batidora eléctrica, mezclar por 30, apagar la

máquina acomodarla la mezcla en el recipiente prender por 30s completando a si el

tiempo de amasado, se debe agregar el agua paulatinamente hasta conseguir una

consistencia seca.

“Colocar una capa de mortero de alrededor de 25 mm de espesor (aproximadamente

la mitad de la profundidad del molde) en todos los compartimentos cúbicos y

apisonar el mortero en cada compartimento cúbico 32 veces en alrededor de 10

segundos en 4 rondas, en cada ronda se debe compactar con 8 golpes”34, como se

muestra en la siguiente figura:

34 NTE INEN 488:2009, Cemento Hidráulico: Determinación de la resistencia a la compresión de morteros

en cubos de 50 mm de arista, ( p.5)

72

Figura N° 3: Orden de apisonado al moldear los especímenes de ensayo.

Fuente: NTE INEN 488:2009, Cemento Hidráulico: Determinación de la resistencia a la

compresión de morteros en cubos de 50 mm de arista, (p.6)

Identificar adecuadamente las muestra.

Al día siguiente se procede a desencofrar los cubos de mortero y se los deja

sumergidos en agua hasta su ensayo.

Fotografía N° 30: Cubos de mortero para ser ensayados.

Fuente: Autores

Ensayar los especímenes en la máquina de 30 toneladas hasta que se induzca la falla.

Fotografía N° 31: Aplicación de carga.

Fuente: Autores

73

3.2.3. Compresión axial:

Este ensayo permite determinar la compresión axial en los primas de mampostería con

ladrillo tipo PET, se seguirá el procedimiento similar al de prismas de bloque o ladrillo

tradicional que se rigen a los anexos de la NEC_SE_MP mampostería estructural y la norma

ASTM C1314-00a.

Proceso para el ensayo de prismas de mampostería con ladrillo tipo PET:

Pesar el prisma a ser ensayado.

Colocar el primas en la maquina universal de 100 toneladas sobre una tabla triplex

de 4mm.

Medir las dimensiones del prisma.

Colocar encima del murete otra tabla triplex y una placa de acero la que permitirá la

distribución uniforme de la carga.

Aplicar la carga hasta que se induzca a la falla y registrar los datos respectivos.

Repetir el procedimiento para todas las muestras con diferentes adherencias.

Fotografía N° 32: Ensayo de prismas de mampostería con ladrillo tipo PET.

Fuente: Autores

74

3.2.4. Ensayo de Corte o Tensión diagonal

El ensayo de corte o tensión diagonal esta normado por ASTM E519-02 y por los anexos de

la NEC_SE_MP Mampostería Estructural, logrado encontrar la resistencia a corte de

mampostería construida con ladrillo tipo PET.

Proceso para el ensayo de muretes de mampostería con ladrillo tipo PET:

Debido al peso considerable de los muretes se debe contar con la maquinaria

necesaria para su traslado hacia la máquina de ensayo. Se empleó un juego de poleas

y fajas para elevar el murete y colocarlos en la máquina de ensayo.

El murete se coloca encima de una placa acero de 20 x 20 cm y de 5cm de espesor

que cuenta con una ranura triangular de 3 cm de altura y 7cm de base para que ingrese

o empotre la esquina del espécimen, otra placa es colocada en la parte superior la

cual tiene las mismas características que la placa descrita anteriormente.

Fotografía N° 33: Elevación del murete.

Fuente: Autores

La placa será colocada en el cuerpo del murete, es decir sin contar la distancia o

espesor del enlucido.

75

La diagonal del murete se encontrará alineado con el cabezal de aplicación de carga

de la máquina.

Fotografía N° 34: Colocación del Murete en la máquina de ensayo.

Fuente: Autores

Aplicar la carga a una velocidad constante sobre el murete, repetir el procedimiento

descrito para los diferentes especímenes con diversas adherencias del ladrillo tipo

PET.

Fotografía N° 35: Realización del ensayo a Tensión Diagonal

Fuente: Autores

Se registra los datos obtenidos para posteriormente realizar los cálculos respectivos.

3.3. Fotografías de las fallas producidas por los ensayos realizados

A continuación se expondrá fotografías de especímenes de mortero, ladrillo tipo PET,

prismas y muretes ensayados.

76

3.3.1. Ensayo a cubos de mortero.

La falla inducida en el mortero es típica en el hormigón generado por una carga a

compresión.

Fotografía N° 36: Falla en el mortero de pega.

Fuente: Autores

3.3.2. Ensayo de Tracción Indirecta.

La falla típica que se produce en el ladrillo tipo PET es ocasionada por la carga concentrada

en la arena lo que genera que el envase empiece a doblarse debido a que no existe una fuerza

contrarreste este efecto y origina una falla por corte horizontal llegando al colapso del

elemento.

Fotografía N° 37: Falla en el ladrillo tipo PET

Fuente: Autores

3.3.3. Ensayo de Compresión axial.

En general los especímenes ensayados presenta la falla en el mortero de forma vertical y

alrededor de la tapa del ladrillo tipo PET, el mismo patrón de falla se observó en la parte

77

posterior de los prismas a lo que nos permite determinar que la resistencia del ladrillo tipo

PET es mayor a la del mortero.

Fotografía N° 38: Falla en prismas construidos con ladrillo tipo PET

Fuente: Autores

3.3.4. Ensayo de Tensión Diagonal.

La falla típica producida en los muretes se presenta en el mortero la misma que es ocasionada

por esfuerzo cortante o tensiones de tracción internas del espécimen, se manifiesta en forma

de escalera en la junta alrededor del ladrillo tipo PET, la primera fisura que se genera mide

alrededor de 1 a 2 mm formando un ángulo de 45° con relación a la horizontal la misma que

al seguirle aplicado una carga llega a medir 5mm a lo que ya se la considera como grieta.

Fotografía N° 39: Falla por corte o tensión diagonal.

Fuente: Autores

78

3.4. Fichas de Resultados de los Ensayos


FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA


TESIS: BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON

MAMPOSTERÍA DE LADRILLO TIPO PET

PROPIEDADES FÍSICAS DEL LADRILLO TIPO PET

LPET: LADRILLO PET FICHA N°: 01

FECHA: 19-10-2015

N° IDENTIFICACIÓN

DE MUESTRAS

DIMENSIONES SECCIÓN

VOLUMEN MASA DENSIDAD DIÁMETRO LONGITUD

ɸ L π x ɸ²/4

mm mm² cm³ g g/cm³

1 LPET- 01 80 326 5026.55 1410 2500 1.77

2 LPET- 02 80 326 5026.55 1406 2300 1.64

3 LPET- 03 81 326 5153.00 1409 2300 1.63

4 LPET- 04 81 326 5153.00 1404 2500 1.78

5 LPET- 05 79 326 4901.67 1405 2400 1.71

DENSIDAD PROMEDIO (g/cm³) 1.71

OBSERVACIONES:

ELABORADO POR:

GAMBOA RECALDE TARQUINO

RECALDE SÁNCHEZ ANDREA

𝛿 =𝑚

𝑉

79




LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS

RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE TRACCIÓN INDIRECTA (M. BRASILEÑO)

REALIZADOS A:

LADRILLO TIPO PET



NORMA: NTE INEN 2648:2013 FICHA N°: 02

LPET: LADRILLO PET FECHA: 19-10-2015

N° IDENTIFICACIÓN

DE MUESTRAS

DIMENSIONES

SECCIÓN CARGA

MÁXIMA

RESISTENCIA

A TRACCIÓN DIÁMETRO LONGITUD

ɸ L π x L x ɸ P T

mm mm² Kg MPa

1 LPET- 01 80.00 210 52778.76 5310 1.97

2 LPET- 02 80.00 210 52778.76 5970 2.22

3 LPET- 03 81.00 210 53438.49 6560 2.41

4 LPET- 04 81.00 210 53438.49 9350 3.43

5 LPET- 05 79.00 210 52119.02 6560 2.47

RESISTENCIA PROMEDIO 2.50

OBSERVACIONES:

1 MPa = 10.197 Kg/cm²

ELABORADO POR:



80






PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS PRISMAS CON LADRILLO TIPO PET

PLPET: PRISMAS CON LADRILLO PET FICHA N°: 03

FECHA: 19-10-2015

N° IDENTIFICACIÓN

DE MUESTRAS


VOLUMEN MASA DENSIDAD LONGITUD ALTO ESPESOR

L H e L x H

mm mm² cm³ g g/cm³

1 PLPET- 01 326 310 162 101060.00 16371.72 29000 1.77

2 PLPET- 02 327 319 160 104313.00 16690.08 28400 1.70

3 PLPET- 03 325 308 160 100100.00 16016.00 28600 1.79

4 PLPET- 04 325 309 161 100425.00 16168.43 28600 1.77

5 PLPET- 05 326 306 162 99756.00 16160.47 28800 1.78


OBSERVACIONES:

ELABORADO POR:



𝛿 =𝑚

𝑉

81





RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE COMPRESIÓN REALIZADOS A:

PRISMAS CON ELEMENTOS DE SUPERFICIE LISA



NORMA: ASTM C1314-00 FICHA N°: 04

PESL: PRISMA CON ELEMENTOS DE

SUPERFICIE LISA FECHA DE

FABRICACIÓN: 12-10-2015

FECHA DE ENSAYO: 09-11-2015

N° IDENTIFICACION

DE MUESTRAS

DIMENSIONES SECCIÓN CARGA ESFUERZO

LARGO ANCHO ALTO

L a H A P σ

mm mm² Kg MPa

1 PESL- 01 326 163 307 53138 4880 0.90

2 PESL- 02 327 163 307 53301 3320 0.61

3 PESL- 03 325 160 315 52000 3230 0.61

4 PESL- 04 325 165 305 53625 3210 0.59

5 PESL- 05 325 162 306 52650 2710 0.50


OBSERVACIONES:

1 MPa = 10.197 Kg/cm²

ELABORADO POR:



𝜎 =𝑃

𝐴

82






PRISMAS CON ELEMENTOS DE SUPERFICIE LIJADA O RUGOSA




PESLR: PRISMA CON ELEMENTOS DE

SUPERFICIE LJADA O RUGOSA

FECHA DE FABRICACIÓN: 13-10-2015


N° IDENTIFICACION

DE MUESTRAS


LARGO ANCHO ALTO

L a H A P σ

mm mm² Kg MPa

1 PESLR- 01 326 162 310 52812 2970 0.55

2 PESLR- 02 327 160 309 52320 2780 0.52

3 PESLR- 03 325 160 308 52000 3180 0.60

4 PESLR- 04 325 161 309 52325 2700 0.51

5 PESLR- 05 326 162 306 52812 2290 0.43


OBSERVACIONES:

1 MPa = 10.197 Kg/cm²

ELABORADO POR:



𝜎 =𝑃

𝐴

83






PRISMAS CON CLAVOS EN LA SUPERFICIE DEL ELEMENTO




PCSE: PRISMA CON CLAVOS EN LA

SUPERFICIE DEL ELEMENTO



N° IDENTIFICACION

DE MUESTRAS


LARGO ANCHO ALTO

L a H A P σ

mm mm² Kg MPa

1 PCSE- 01 326 162 307 52812 3390 0.63

2 PCSE- 02 325 161 306 52325 3290 0.62

3 PCSE- 03 327 160 305 52320 3490 0.65

4 PCSE- 04 326 161 305 52486 3500 0.65

5 PCSE- 05 326 162 306 52812 3300 0.61


OBSERVACIONES:

1 MPa = 10.197 Kg/cm²

ELABORADO POR:



𝜎 =𝑃

𝐴

84






PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MURETES CON LADRILLO TIPO PET

MLPET: MURETES CON LADRILLO PET FICHA N°: 07

FECHA: 19-10-2015

N° IDENTIFICACIÓN

DE MUESTRAS


VOLUMEN MASA DENSIDAD LONGITUD ALTO ESPESOR

L H e L x H

mm mm² cm³ Kg g/cm³

1 MLPET- 01 610 330 650 201300.00 130845.00 225.83 1.73

2 MLPET- 02 610 320 650 195200.00 126880.00 227.15 1.79

3 MLPET- 03 610 329 651 200690.00 130649.19 228.02 1.75

4 MLPET- 04 613 329 654 201677.00 131896.76 232.03 1.76

5 MLPET- 05 612 329 654 201348.00 131681.59 228.68 1.74


OBSERVACIONES:

ELABORADO POR:



𝛿 =𝑚

𝑉

85





RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE TENSIÓN DIAGONAL O CORTE REALIZADOS A:

MURETES CON ELEMENTOS DE SUPERFICIE LISA



NORMA: ASTM E519-02 FICHA N°: 08

MESL: MURETE CON ELEMENTOS DE

SUPERFICIE LISA



N° IDENTIFICACION

DE MUESTRAS


LARGO ANCHO ALTO

L a H A P τ

mm mm² Kg MPa

1 MESL- 01 610 330 650 231764.88 2370 0.10

2 MESL- 02 610 320 650 222850.85 2090 0.09

3 MESL- 03 610 329 651 231062.40 1570 0.07

4 MESL- 04 613 329 654 232160.67 1680 0.07

5 MESL- 05 612 329 654 231983.63 1590 0.07

RESISTENCIA AL CORTE PROMEDIO 0.08

OBSERVACIONES: El área efectiva empleada para el cálculo del esfuerzo es el

producto de la diagonal del murete por su espesor.

1 MPa = 10.197 Kg/cm²

ELABORADO POR:



86






MURETES CON ELEMENTOS DE SUPERFICIE LIJADA O RUGOSA




MESLR: MURETE CON ELEMENTOS DE

SUPERFICIE LIJADA O RUGOSA



N° IDENTIFICACION

DE MUESTRAS


LARGO ANCHO ALTO

L a H A P τ

mm mm² Kg MPa

1 MESLR- 01 610 327 654 229841.35 1890 0.08

2 MESLR- 02 610 328 655 230924.41 1680 0.07

3 MESLR- 03 610 328 653 230547.07 1820 0.08

4 MESLR- 04 611 327 653 229828.99 2110 0.09

5 MESLR- 05 613 328 655 231452.60 1880 0.08




1 MPa = 10.197 Kg/cm²

ELABORADO POR:



87






MURETES CON CLAVOS EN LA SUPERFICIE DEL ELEMENTO




MCSE: MURETE CON CLAVOS EN LA

SUPERFICIE DEL ELEMENTO



N° IDENTIFICACION

DE MUESTRAS


LARGO ANCHO ALTO

L a H A P τ

mm mm² Kg MPa

1 MCSE- 01 613 327 652 229993.18 2060 0.09

2 MCSE- 02 613 327 652 229993.18 2070 0.09

3 MCSE- 03 611 327 652 229641.4 2260 0.10

4 MCSE- 04 614 327 654 230543.75 2170 0.09

5 MCSE- 05 610 327 652 229465.74 2180 0.09




1 MPa = 10.197 Kg/cm²

ELABORADO POR:



88






CUBOS DE MORTERO DE PEGA PARA LA MAMPOSTERÍA



NORMA: ASTM D 2938-95 FICHA N°: 11

CMLP: CUBO DE MORTERO PARA LA

MAMPOSTERÍA DE LADRILLO PET


EDAD DEL MORTERO: 7 DÍAS FECHA DE ENSAYO: 04-11-2015

N° IDENTIFICACIO

N DE MUESTRAS


LARGO ANCHO ALTO

L a H A P σ

mm mm² Kg MPa

1 CMLP- 01 51 50 51 2550 1520 5.85

2 CMLP- 02 51 50 51 2550 1650 6.35

3 CMLP- 03 51 51 51 2601 1700 6.41


EDAD DEL MORTERO: 14 DÍAS FECHA DE ENSAYO: 11-11-2015

N° IDENTIFICACIO

N DE MUESTRAS


LARGO ANCHO ALTO

L a H A P σ

mm mm² Kg MPa

4 CMLP- 01 51 50 51 2550 1960 7.54

5 CMLP- 02 51 50 51 2550 1910 7.35

6 CMLP- 03 51 51 51 2601 1860 7.01


OBSERVACIONES: 1 MPa = 10.197 Kg/cm²

En el informe proporcionado por el laboratorio la carga de la muestra CMLP-02 no es real, debido a

que al momento de realizar el ensayo la maquina aplasto al cubo de hormigón porque la velocidad

empleada fue demasiado rápida, por lo tanto el valor adoptado fue la media entre las cargas aplicadas.

ELABORADO POR:



89

3.5. Diagramas




CUADRO DE RESUMEN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION EN CUBOS

DE MORTERO



FICHA N°: 12


N°

EDAD PORCENTAJE

fć

DÍAS MPa

1 0 0% 0

2 7 75% 6.20

3 14 90% 7.28

4 28 100% 8.18

Diagrama N°: 1 Curva de la edad del mortero

Fuente: Autores

28; 8,18

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 7 14 21 28

f'ć

(M

Pa)

EDAD (DÍAS)

CURVA DE LA EDAD DEL MORTERO

90

4. CAPÍTULO IV: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS.

4.1. Tabulación




CUADRO DE RESUMEN DE LOS ENSAYOS REALIZADOS A PRISMAS

CONSTRUIDOS CON LADRILLO TIPO PET



FICHA N°: 13

N° MUESTRAS ENSAYADAS SIMBOLOGÍA

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

σ

MPa

1 Prismas con elementos de

superficie lisa PESL 0.58

2 Prismas con elementos de

superficie lijada o rugosa PESLR 0.54

3 Prismas con clavos en la superficie

del elemento PCSE 0.63

Diagrama N°: 2: Resistencia a la compresión MPa.

Fuente: Autores

0,58

0,54

0,63

0,50

0,52

0,54

0,56

0,58

0,60

0,62

0,64

0,66

1

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN MPa DE PRISMAS

CON DIFERENTES ADHERENCIAS

PESL PESLR PCSE

91




CUADRO DE RESUMEN DE LOS ENSAYOS REALIZADOS A MURETES

CONSTRUIDOS CON LADRILLO TIPO PET



FICHA N°: 14

N° MUESTRAS ENSAYADAS SIMBOLOGÍA

RESISTENCIA AL CORTE

τ

MPa

1 Murete con elementos de

superficie lisa MESL

0.08

2 Muretes con elementos de

superficie lijada o rugosa MESLR

0.08

3 Muretes con clavos en la

superficie del elemento MCSE

0.09

Diagrama N°: 3: Resistencia al corte en MPa.

Fuente: Autores

0,08 0,08

0,09

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,10

1

RESISTENCIA AL CORTE EN MPa DE MURETES DE

DIFERENTES ADHERENCIAS

MESL MESLR MCSE

92

4.2. Cálculo teórico del esfuerzo a compresión (f´m) y esfuerzo cortante (fvm) en la

mampostería construida con ladrillo tipo PET.

4.2.1. Cálculo teórico de la resistencia a la compresión de la mampostería (f´m)

Simbología:

f´m: Resistencia nominal a la compresión de la mampostería (MPa).

fćp: Resistencia especificada a la compresión del mortero de pega (MPa).

fću: Es la resistencia normalizada a compresión de las piezas de fábrica, en la dirección

del esfuerzo (MPa).

kp: factor de corrección por absorción de la unidad, adimensional que para el caso del

ladrillo tipo PET es de 0 porque el elemento es impermeable.

kp = 1.4 para unidades de concreto

kp = 0.8 para unidades de arcilla

h: Altura de la unidad de Mampostería (mm).

f ′m = 0,75 Rm

Rm = (2h

75 + 3h) ∗ fću + (

50kp

75 + 3h) ∗ fćp ≤ 0,8 fću

Rm = (2(80)

75 + 3(80)) ∗ 2,5 MPa + (

50(0)

75 + 3(80)) ∗ 8,19 MPa ≤ 0,8 ∗ 2,5 MPa

1,27 MPa < 2,00 MPa

f ′m = 0,75 ( 1,27 MPa)

f ′m = 0,95 MPa

f ′m = 9,5 Kg

cm2

93

4.2.2. Cálculo teórico de la resistencia a corte de la mampostería (fvm)

La resistencia a corte fvm de la mampostería, se determinará mediante ensayos sobre

probetas de mampostería o mediante una relación deducida de ensayos entre fvmo, y el

esfuerzo de compresión σd aplicado.

La resistencia a corte puro fvmo de una mampostería puede determinarse mediante ensayos

indicados en estas normas, u obtenerse de la siguiente tabla:

Tabla N° 7: Resistencia a corte puro. Resistencia a Corte Puro fvmo

fću Tipo de Mortero

fvmo Valor límite fvm

MPa MPa MPa

fću < 15 MPa M 2,5 ; M 5 0,10

0,75 M 10; M 15; M20 0,20

fću > 15 MPa M 2,5 ; M 5 0,15

1,50 M 10; M 15; M20 0,30

Fuente: NEC 10 parte 5, Mampostería estructural (p.17)

fvm: Resistencia al corte de la mampostería (MPa).

fvmo: Es la resistencia a corte puro, con esfuerzo de compresión nula, según normas.

fću: Es la resistencia normalizada a compresión de las piezas de fábrica, en la dirección

del esfuerzo (MPa).

σd: Es el esfuerzo de cálculo a compresión perpendicular a la tabla en el nivel considerado.

𝑓𝑣𝑚 = 𝑓𝑣𝑚𝑜 + 0,4 𝜎𝑑

En zonas sísmicas, puede admitirse que la resistencia residual a corte es el valor de fvm dado

por la ecuación anterior y con los límites para dichas ecuaciones, multiplicado por 0,7.

Por lo tanto para la investigación se calculará para cada murete con diferentes adherencias

estudiadas:

Esfuerzo a corte para especímenes con elementos de superficie lisa:

𝑓𝑣𝑚 = 0,08 + 0,4 (0,58)

𝑓𝑣𝑚 = 0,31 𝑀𝑃𝑎

94

Para zonas sísmicas el valor de fvm será de 0.22 MPa.

Esfuerzo a corte para especímenes con elementos de superficie lijada o rugosa:

𝑓𝑣𝑚 = 0,08 + 0,4 (0,54)



Esfuerzo a corte para especímenes con clavos en la superficie del elemento:

𝑓𝑣𝑚 = 0,09 + 0,4 (0,63)



4.3. Resultados

Análisis del Ladrillo tipo PET:

Con el ensayo al ladrillo tipo PET se logra el siguiente análisis, la compactación en la arena

realizada al momento de fabricar el elemento de mampostería toma la forma cilíndrica de la

botella, pero al instante de aplicar la carga concentrada se modifica dicha forma por lo que

las partículas del agregado compactado vuelven a reacomodarse tomando la nueva forma del

envase que se genera debido a la carga ocasionando un hundimiento semejante al que se da

en el ensayo a compresión en la madera perpendicular a las fibras en ladrillos bien

compactados, mientras que en el interior se origina un fenómeno de fricción entre la arena y

las paredes del envase llegando a la fatiga del mismo produciendo una falla por corte

horizontal. Por lo tanto gracias a los datos experimentales el ladrillo tipo PET se encuentra

dentro de los valores mínimos permitidos en la tabla 3 de esta investigación.

Análisis del Mortero de Pega

Se puede determinar que el mortero de pega que tiene como dosificación 1:5 empleado en

esta investigación, es el principal protagonista de las fallas generadas en prismas y muretes,

95

esto se debe a la baja resistencia del mortero y a la falta de adherencia con el ladrillo tipo

PET. Por lo tanto se deberá realizar un diseño adecuado de mezcla que podría contener resina

para que actué como pegante con la superficie del ladrillo tipo PET y también mejorar la

dosificación para que brinde mayor resistencia al mortero de pega lo que permitirá un

funcionamiento adecuado de la mampostería.

Análisis del ensayo de Compresión Axial a prismas construidos con ladrillo tipo PET

A pesar de que el ladrillo tipo PET es dúctil porque su resistencia a la compresión se

encuentra en un valor intermedio con relación a mampuestos tradicionales, en conjunto con

el mortero su resistencia es baja en comparación al cálculo teórico, la cual está en función

de la resistencia individual del ladrillo como la del mortero esta disminuye desde un 33% a

un 45% debido a que no existe una buena adherencia con este tipo de mampuesto, aunque

se debe acotar que al fallar el mortero lo que sigue soportando 2 y 3 veces más la carga es el

ladrillo tipo PET.

Tabla N° 8: Comparación de resultados teóricos vs prácticos.

Valor Teórico f´m (MPa)

f´m en función de (f’cu y fćp) 0.95

Valor Práctico

Prismas con elementos de superficie lisa 0.58

Prismas con elementos de superficie lijada o rugosa 0.54

Prismas con clavos en la superficie del elemento 0.63

Fuente: Autores

Análisis del ensayo de Tensión diagonal o corte a muretes construidos con ladrillo tipo

PET

Con el ensayo de tensión diagonal o corte en muretes de mampostería construida ladrillo

PET su puede establecer que la mampostería se encuentra dentro del límite permitido aunque

para efectos de diseño se deberá escoger el menor valor de fvm de la mampostería entre el

límite de la tabla N°7 y los calculados. De acuerdo a este análisis la mampostería construida

con ladrillo tipo PET es sismo resistente gracias a que el espesor de la misma es considerable.

96

Tabla N° 9: Comparación de la resistencia a corte fvm vs el valor límite de la tabla N°7

Valor Teórico fvm

(MPa)

Murete con elementos de superficie lisa 0.22

Murete con elementos de superficie lijada o rugosa 0.21

Murete con clavos en la superficie del elemento 0.24

Valor Límite de la tabla N° 7 0.75

Fuente: Autores

4.4. Proyección de resultados para la construcción de paredes y muros.

Finalmente con los resultados obtenidos de los ensayos de tracción indirecta, compresión

axial y tensión diagonal se procederá a realizar la proyección para la construcción de paredes

y muros.

Se tomará las dimensiones de una pared de 3 metros por 2,50 metros y espesor de 0.326

metros.

Peso por metro cuadrado:

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒𝑟í𝑎 = 1750 𝑘𝑔

𝑚3

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑢𝑟𝑜 = 1750 𝑘𝑔

𝑚3∗ 𝑒

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑢𝑟𝑜 = 1750 𝑘𝑔

𝑚3∗ 0.326 𝑚

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑢𝑟𝑜 = 570.50 𝑘𝑔

𝑚2

Carga Vertical resistente:

Simbología:

t: espesor del muro

H: altura libre de un muro entre elementos capaces de darle apoyo lateral.

k: factor de carga efectiva del muro que se determinará según el criterio siguiente.

97

k=2 para muros sin restricción al desplazamiento lateral en su extremo superior.

k=1 para muros extremos en que se apoyan losas.

k=0.8 para muros limitados por dos losas continuas a ambos lados del muro.

f´m: Esfuerzo a compresión de diseño de la mampostería


PR: Carga Vertical resistente


FE: Factor de reducción por excentricidad y esbeltez del muro que se podrá tomar igual a 0.7

para muros interiores y 0.6 para muros extremos.

Pu: Carga vertical actuante debido al peso propio, al peso de las losas y al generado por el

funcionamiento de la construcción.

𝑃𝑅 ≥ 𝑃𝑢

𝑃𝑅 = 𝐹𝑅 ∗ 𝐹𝐸 ∗ (𝑓´𝑚 + 4𝑘𝑔

𝑐𝑚2) ∗ 𝐴𝑇 35

𝑃𝑅 = 0.6 ∗ 0.7 ∗ (5.8𝑘𝑔

𝑐𝑚2+ 4

𝑘𝑔

𝑐𝑚2) ∗ (300 ∗ 32.6)𝑐𝑚2

𝑃𝑅 = 40254.48 𝐾𝑔

𝑷𝑹 = 𝟒𝟎. 𝟐𝟓 𝑻𝒐𝒏 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒎𝒖𝒓𝒐𝒔 𝒊𝒏𝒕𝒆𝒓𝒊𝒐𝒓𝒆𝒔

𝑃𝑅 = 0.6 ∗ 0.6 ∗ (5.8𝑘𝑔

𝑐𝑚2+ 4

𝑘𝑔

𝑐𝑚2) ∗ (300 ∗ 32.6)𝑐𝑚2

𝑃𝑅 = 34503.84 𝐾𝑔

𝑷𝑹 = 𝟑𝟒. 𝟓𝟎 𝑻𝒐𝒏 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒎𝒖𝒓𝒐𝒔 𝒆𝒙𝒕𝒓𝒆𝒎𝒐𝒔


Hill. (p.65)

98

Cálculo de Pu:

Peso propio de la mampostería: 2.28 Ton

Peso propio de la viga y columna: 4 (2.4 T/m3*0.30 m*0.35m*1m)= 1.008 Ton

Peso del enlucido: 2 (2.1 T/m3*0.30 m*0.1m*1m)= 0.126 Ton

Instalaciones y otros: 0.16 Ton

Carga muerta= 4.86 Ton

Carga viva= 0.200 Ton

Pu= 1.2 CM + 1.6 CV

Pu= 1.2 (4.86) + 1.6 (0.200) = 6.15 Ton

𝟒𝟎. 𝟐𝟓 𝑻𝒐𝒏 > 𝟔. 𝟏𝟓 𝐓𝐨𝐧 𝐨𝐤

Carga Horizontal resistente:

Simbología:

VR: Cortante resistente

VU: Cortante último

Vs: Cortante Basal


fvm: Esfuerzo cortante resistente de la mampostería empleada


Sa: Aceleración espectral

ɸP y ɸe: Coeficientes de configuración en planta y elevación respectivamente

99


𝑉𝑅 = 𝐹𝑅(0.5 ∗ 𝑓𝑣𝑚 ∗ 𝐴𝑇 + 0.3𝑃) ≤ (1.5 𝐹𝑅 ∗ 𝑓𝑣𝑚 ∗ 𝐴𝑇) 36

𝑉𝑅 = 0.6 [0.5 ∗ 2,2𝑘𝑔

𝑐𝑚2∗ (300 ∗ 32.6)𝑐𝑚2 + 0.3(1860 𝑘𝑔)] ≤ (1.5 0.6 ∗ 2,2

𝑘𝑔

𝑐𝑚2∗ (300 ∗ 32.6)𝑐𝑚2)

𝑉𝑅 = 7012.8 𝐾𝑔 < 19364.4 𝑘𝑔

𝑉𝑅 = 7.013 𝑇𝑜𝑛

Entonces:

𝑉𝑈 = 1.1𝑉𝑠

𝑉𝑠 =𝐼 ∗ 𝑆𝑎

𝑅 ∗ ∅𝑝 ∗ ∅𝑒∗ 𝑊37

𝑉𝑠 =1 ∗ 1.19

7 ∗ 1 ∗ 1∗ 6.15 𝑇𝑜𝑛

𝑉𝑠 = 1.05 𝑇𝑜𝑛

𝑉𝑈 = 1.1 (1.05 𝑇𝑜𝑛)

𝑉𝑈 = 1.16 𝑇𝑜𝑛


𝟕. 𝟎𝟏𝟑 𝑻𝒐𝒏 > 𝟏. 𝟏𝟔 𝑻𝒐𝒏 𝒐𝒌


Hill (p. 69).

37 NEC-SE-DS-Peligro_Sísmico (p. 61)

100

4.5. Análisis Económico

Finalmente se realizará un estudio económico para determinar el costo por metro cuadro de

mampostería utilizando ladrillo tipo PET, para lo cual es necesario efectuar una comparación

con el sistema de construcción tradicional.

4.5.1. Presupuesto General de la mampostería con ladrillo tipo PET.




PRESUPESTO GENERAL

TESIS : BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON


HOJA : 1 DE 8

DETALLE: PRESUPESTO PARA LA CONSTRUCCION DE UN M2 DE MAMPOSTERIA CON LADRILLO

TIPO PET CON DIFERENTES ADHERENCIAS.

LADRILLO PET: LISO

N° CÓDIGO RUBRO UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO TOTAL

1 LTP02 MAMPOSTERIA DE

LADRILLO TIPO PET M2 1 26.13 26.13

2 LTP03 ENLUCIDO DE

MAMPOSTERÍA 1:6 M2 1 10.02 10.02

TOTAL 36.15

LADRILLO PET: LIJADO O RUGOSO


1 LTPR02 MAMPOSTERIA DE


2 LTP03 ENLUCIDO DE

MAMPOSTERÍA 1:6 M2 1 10.02 10.02

TOTAL 41.24

LADRILLO PET: CON CLAVOS


1 LTPC02 MAMPOSTERIA DE


2 LTP03 ENLUCIDO DE

MAMPOSTERÍA 1:6 M2 1 10.02 10.02

TOTAL 52.60

ELABORADO POR: GAMBOA RECALDE TARQUINO


101

4.5.2. Análisis de Precios Unitarios (APU) de la mampostería de ladrillo tipo PET.




ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS (APU)



RUBRO: LADRILLO PET RELLENO DE ARENA FINA HOJA : 2 DE 8

CÓDIGO: LTP 01 UNIDAD: U

DETALLE :

EQUIPOS

DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA

COSTO

HORA RENDIMIENTO COSTO

A B C=A*B R D=C*R

HERRAMIENTA MENOR 1.00 0.05 0.05 0.013 0.00

SUBTOTAL (M) 0.00

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)

CANTIDAD JORNAL/HR COSTO


A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.013 0.04

SUBTOTAL (N) 0.04

MATERIALES

DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNIT. COSTO

A B C=A*B

BOTELLA PLASTICAS (PET) 1,35 LTS U 1.00 0.01 0.01

ARENA m3 0.0015 13.75 0.02

SUBTOTAL (O) 0.03

TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 0.07

INDIRECTOS Y UTILIDADES 15.00% 0.01

OTROS INDIRECTOS 0.00% 0.00

COSTO TOTAL DEL RUBRO 0.08



102







RUBRO: MAMPOSTERIA DE LADRILLO TIPO PET HOJA : 3 DE 8

CÓDIGO: LTP 02 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.15 0.15 0.65 0.10

SUBTOTAL (M) 0.16

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 3.22 3.22 0.65 2.09

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.65 2.07

SUBTOTAL (N) 4.16

MATERIALES


A B C=A*B

CEMENTO kg 44.75 0.16 7.03

ARENA m3 0.19 13.75 2.59

AGUA m3 0.04 0.60 0.02

LADRILLO TIPO PET U 105 0.08 8.77

PIOLA DE POLIPROPILENO m 75 0.01 0.98

SUBTOTAL (O) 18.40







103







RUBRO: ENLUCIDO DE MAMPOSTERÍA 1:6 HOJA : 4 DE 8

CÓDIGO: LTP 03 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.15 0.15 0.73 0.11

SUBTOTAL (M) 0.18

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 3.22 3.22 0.73 2.35

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.73 2.32

SUBTOTAL (N) 4.67

MATERIALES


A B C=A*B

CEMENTO kg 16.80 0.16 2.64

ARENA m3 0.09 13.75 1.21

AGUA m3 0.02 0.60 0.01

SUBTOTAL (O) 3.86







104







RUBRO: LADRILLO TIPO PET RELLENO DE ARENA FINA CON

SUPERFICIE LIJADA

HOJA : 5 DE 8

CÓDIGO: LTPR 01 UNIDAD: U

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


SUBTOTAL (M) 0.01

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.020 0.06

SUBTOTAL (N) 0.06

MATERIALES


A B C=A*B


ARENA m3 0.0015 13.75 0.02

LIJAS 86x50 U 0.01 1.00 0.005

SUBTOTAL (O) 0.04







105








CÓDIGO: LTPR 02 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.15 0.15 0.65 0.10

SUBTOTAL (M) 0.16

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 3.22 3.22 0.65 2.09

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.65 2.07

SUBTOTAL (N) 4.16

MATERIALES


A B C=A*B

CEMENTO kg 44.75 0.16 7.03

ARENA m3 0.19 13.75 2.59

AGUA m3 0.04 0.60 0.02


PIOLA DE POLIPROPILENO gr 75 0.01 1.05

SUBTOTAL (O) 22.82







106





TESIS : BASES DE DISEÑO PARA LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE CON MAMPOSTERÍA

DE LADRILLO TIPO PET

RUBRO: LADRILLO TIPO PET RELLENO DE ARENA FINA Y CLAVOS

EN LA SUPERFICIE

HOJA : 7 DE 8

CÓDIGO: LTPC 01 UNIDAD : U

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


SUBTOTAL (M) 0.00

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. E2 (PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.015 0.05

SUBTOTAL (N) 0.05

MATERIALES


A B C=A*B


ARENA m3 0.0015 13.75 0.02

CLAVOS DE 2PLG U 16.00 0.007 0.11

SUBTOTAL (O) 0.14







107








CÓDIGO: LTPC 02 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.15 0.15 0.65 0.10

SUBTOTAL (M) 0.16

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2 (ALB.) 1.00 3.22 3.22 0.65 2.09

ESTRUC. OCUPA. E2 (PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.65 2.07

SUBTOTAL (N) 4.16

MATERIALES


A B C=A*B

CEMENTO kg 44.75 0.16 7.03

ARENA m3 0.19 13.75 2.59

AGUA m3 0.04 0.60 0.02



SUBTOTAL (O) 32.71







108




CUADRO COMPARATIVO Y RESUMEN DEL PRESUPESTO GENERAL



N° DESCRIPCIÓN DE LA MAMPOSTERÍA PRECIO TOTAL

1 LADRILLO TIPO PET: LISO 36.14

2 LADRILLO TIPO PET: LIJADO O RUGOSO 39.92

3 LADRILLO TIPO PET: CON CLAVOS 52.57

Gráfico N° 16: Comparación de Precios por m2 con diferentes adherencias del ladrillo tipo

PET

Fuente: Autores

Como se observa en el gráfico anterior existe un incremento considerable en la comparación

de precios por metro cuadrado de mampostería, hay un aumento del 10% de precio de ladrillo

PET rugoso, y de un 45% con clavos en la superficie en relación al precio de la mampostería

que emplea ladrillo tipo PET de superficie lisa.

109

4.5.3. Presupuesto General de la mampostería de bloque y ladrillo.




PRESUPESTO GENERAL



HOJA : 1 DE 6

DETALLE: PRESUPESTO PARA LA CONSTRUCCION DE UN M2 DE MAMPOSTERIA CON BLOQUE DE

DISTINTOS ESPESORESY LADRILLO

BLOQUE: 10x20x40


1 MB01 MAMPOSTERÍA BLOQUE

PRENSADO 10x20x40cm M2 1 14.23 14.23

2 MBL02 ENLUCIDO DE

MAMPOSTERÍA 1:6 M2 1 7.35 7.35

TOTAL 21.59

BLOQUE: 15x20x40



PRENSADO 15x20x40cm M2 1 14.38 14.38

2 MBL02 ENLUCIDO DE


TOTAL 21.74

BLOQUE: 20x20x40



PRENSADO 20x20x40cm M2 1 15.88 15.88

2 MBL02 ENLUCIDO DE


TOTAL 23.23

LADRILLO MAMBRÓN: 10x15x34


1 ML01

MAMPOSTERIA

LADRILLO MAMBRÓN

10x15x34cm

M2 1 15.79 15.79

2 MBL02 ENLUCIDO DE


TOTAL 23.15

ELABORADO

POR:



110

4.5.4. Análisis de Precios Unitarios (APU) de la mampostería de ladrillo y bloque.







RUBRO: MAMPOSTERÍA BLOQUE PRENSADO 10x20x40cm HOJA : 2 DE 6

CÓDIGO: MB01 UNIDAD: U

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.15 0.15 0.65 0.10

SUBTOTAL (M) 0.16

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R


ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.65 2.07

SUBTOTAL (N) 4.16

MATERIALES


A B C=A*B

BLOQUE LIVIANO PRENSADO 10x20x40cm U 13.00 0.49 6.37

CEMENTO Kg 7.00 0.16 1.10

ARENA m3 0.04 13.75 0.55

AGUA m3 0.06 0.60 0.04

SUBTOTAL (O) 8.06







111







RUBRO: MAMPOSTERÍA BLOQUE PRENSADO 15x20x40cm HOJA : 3 DE 6

CÓDIGO: MB-03 UNIDAD: U

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.15 0.15 0.65 0.10

SUBTOTAL (M) 0.16

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R


ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.65 2.07

SUBTOTAL (N) 4.16

MATERIALES


A B C=A*B

BLOQUE LIVIANO PRENSADO 15x20x40cm U 13.00 0.50 6.50

CEMENTO Kg 7.00 0.16 1.10

ARENA m3 0.04 13.75 0.55

AGUA m3 0.06 0.60 0.04

SUBTOTAL (O) 8.19







112







RUBRO: MAMPOSTERIA BLOQUE PRENSADO 20x20x40 HOJA : 4 DE 6

CÓDIGO: MB-04 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.15 0.15 0.65 0.10

SUBTOTAL (M) 0.16

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 3.22 3.22 0.65 2.09

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.65 2.07

SUBTOTAL (N) 4.16

MATERIALES


A B C=A*B

BLOQUE LIVIANO PRENSADO

20x20x40cm U 13.00 0.60 7.80

CEMENTO Kg 7.00 0.16 1.10

ARENA m3 0.04 13.75 0.55

AGUA m3 0.06 0.60 0.04

SUBTOTAL (O) 9.49







113







RUBRO: MAMPOSTERIA LADRILLO MAMBRON 10x15x34cm HOJA : 5 DE 6

CÓDIGO: MLM-05 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.15 0.15 0.65 0.10

SUBTOTAL (M) 0.16

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 3.22 3.22 0.65 2.09

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.65 2.07

SUBTOTAL (N) 4.16

MATERIALES


A B C=A*B

LADRILLO MAMBRON 10x15x34cm U 25.00 0.30 7.50

CEMENTO Kg 8.44 0.16 1.33

ARENA m3 0.04 13.75 0.55

AGUA m3 0.06 0.60 0.04

SUBTOTAL (O) 9.41







114







RUBRO: ENLUCIDO DE MAMPOSTERÍA 1:6 HOJA : 6 DE 6

CÓDIGO: MBL- 02 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.15 0.15 0.73 0.11

SUBTOTAL (M) 0.18

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)



A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 3.22 3.22 0.73 2.35

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 3.18 3.18 0.73 2.32

SUBTOTAL (N) 4.67

MATERIALES


A B C=A*B

CEMENTO kg 8.00 0.16 1.26

ARENA m3 0.02 13.75 0.28

AGUA m3 0.02 0.60 0.01

SUBTOTAL (O) 1.54







115








1 BLOQUE: 10x20x40 21.59

2 BLOQUE: 15x20x40 21.74

3 BLOQUE: 20x20x40 23.23

4 LADRILLO MAMBRON: 10x15x34 23.15

Gráfico N° 17: Comparación de precios por m2 de mampostería tradicional

Fuente: Autores

Se puede acotar que los precios para la construcción por metro cuadrado de mampostería

tradicional con bloque y ladrillo se encuentran en rango de 21 dólares a 24 dólares esto

dependerá del lugar de adquisición de los mampuestos.

116

4.5.5. Comparación de precios entre mampostería tradicional y construida con

ladrillo tipo PET.








1 BLOQUE: 10x20x40 21.59

2 BLOQUE: 15x20x40 21.74

3 LADRILLO MAMBRON: 10x15x34 23.15

4 BLOQUE: 20x20x40 23.23

5 LADRILLO TIPO PET: LISO 36.15

6 LADRILLO TIPO PET: LIJADO O RUGOSO 41.24

7 LADRILLO TIPO PET: CON CLAVOS 52.60

Gráfico N° 18: Comparación de precios con diferente tipo de mampostería.

Fuente: Autores

El precio de la construcción de un metro cuadrado de mampostería con ladrillo tipo PET con

clavos es más costosa que una mampostería común o tradicional, esto se debe que los rubros

contemplados en el análisis de precios unitarios de ladrillo tipo PET se toma en cuenta mano

de obra, equipo y material de relleno.

117

4.5.6. Presupuesto General de la mampostería con ladrillo tipo PET ambiental.




PRESUPESTO GENERAL



HOJA : 1 DE 8

DETALLE: PRESUPESTO PARA LA CONSTRUCCION DE UN M2 DE MAMPOSTERIA CON LADRILLO

PET CON DIFERENTES ADHERENCIAS.

LADRILLO TIPO PET: LISO (A)


1 LTPA02 MAMPOSTERIA DE


2 LTPA03 ENLUCIDO DE


TOTAL 14.18

LADRILLO TIPO PET: LIJADO O RUGOSO (A)


1 LTPRA02 MAMPOSTERIA DE




TOTAL 15.57

LADRILLO TIPO PET: CON CLAVOS (A)


1 LTPCA02 MAMPOSTERIA DE




TOTAL 29.73



118

4.5.7. Análisis de Precios Unitarios (APU) de la mampostería con ladrillo PET

ambiental.







RUBRO: LADRILLO TIPO PET RELLENO DE ARENA FINA (A) HOJA : 2 DE 8

CÓDIGO: LTPA 01 UNIDAD: U

DETALLE :

EQUIPOS

DESCRIPCIÓN CANTIDAD

TARIF

A

COSTO


A B C=A*B R D=C*R

HERRAMIENTA

MENOR 1.00 0.00 0.00 0.013 0.00

SUBTOTAL (M) 0.00

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)

CANTIDAD JORNA

L/HR

COSTO


A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 0.00 0 0.013 0.00

SUBTOTAL (N) 0.00

MATERIALES

DESCRIPCIÓN UNIDA

D

CANTIDAD PRECIO UNIT. COSTO

A B C=A*B


ARENA m3 0.00 13.75 0.00

SUBTOTAL (O) 0.01







Nota: Se incluye el costo de 0,01 centavo en la botella como un valor mínimo por la adquisición de la botella

reciclable.

119







RUBRO: MAMPOSTERIA DE LADRILLO TIPO PET (A) HOJA : 3 DE 8

CÓDIGO: LTPA 02 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.00 0.00 0.65 0.00

SUBTOTAL (M) 0.00

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)

CANTIDAD JORNAL/

HR

COSTO


A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 0.00 0 0.65 0.00

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 0.00 0 0.65 0.00

SUBTOTAL (N) 0.00

MATERIALES

DESCRIPCIÓN UNIDAD

CANTIDA

D PRECIO UNIT. COSTO

A B C=A*B

CEMENTO kg 44.75 0.16 7.03

ARENA m3 0.19 13.75 2.59

AGUA m3 0.04 0.60 0.02


PIOLA DE POLIPROPILENO m 75 0.01 0.98

SUBTOTAL (O) 10.84





ELABORADO POR:



120







RUBRO: ENLUCIDO DE MAMPOSTERÍA 1:6 (A) HOJA : 4 DE 8

CÓDIGO: LTPA 03 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS

DESCRIPCIÓN

CANTIDA

D TARIFA

COSTO


A B C=A*B R D=C*R

HERRAMIENTA

MENOR 1.00 0.00 0.00 0.73 0.00

ANDAMIOS 1.00 0.00 0.00 0.73 0.00

SUBTOTAL (M) 0.00

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)

CANTIDA

D

JORNAL/

HR

COSTO


A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 0.00 0 0.73 0.00

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 0.00 0 0.73 0.00

SUBTOTAL (N) 0.00

MATERIALES


A B C=A*B

CEMENTO kg 8.00 0.16 1.26

ARENA m3 0.02 13.75 0.22

AGUA m3 0.02 0.60 0.01

SUBTOTAL (O) 1.49







121







RUBRO: LADRILLO TIPO PET RELLENO DE ARENA FINA

CON SUPERFICIE LIJADA (A)

HOJA : 5 DE 8

CÓDIGO: LTPRA 01 UNIDAD: U

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


SUBTOTAL (M) 0.00

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)

CANTIDAD JORNAL/

HR

COSTO


A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 0.00 0 0.020 0.00

SUBTOTAL (N) 0.00

MATERIALES


A B C=A*B


ARENA m3 0.00 13.75 0.00

LIJAS 86x50 U 0.01 1.00 0.01

SUBTOTAL (O) 0.02







122








CÓDIGO: LTPRA 02 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.00 0.00 0.65 0.00

SUBTOTAL (M) 0.00

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)

CANTIDAD JORNAL/

HR

COSTO


A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 0.00 0 0.65 0.00

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 0.00 0 0.65 0.00

SUBTOTAL (N) 0.00

MATERIALES


A B C=A*B

CEMENTO kg 44.75 0.16 7.03

ARENA m3 0.19 13.75 2.59

AGUA m3 0.04 0.60 0.02



SUBTOTAL (O) 12.05







123







RUBRO: LADRILLO TIPO PET RELLENO DE ARENA FINA Y

CLAVOS EN LA SUPERFICIE (A)

HOJA : 7 DE 8

CÓDIGO: LTPCA 01 UNIDAD : U

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


SUBTOTAL (M) 0.00

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)

CANTIDAD JORNAL/

HR

COSTO


A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 0.00 0 0.015 0.00

SUBTOTAL (N) 0.00

MATERIALES


A B C=A*B


ARENA m3 0.00 13.75 0.00

CLAVOS DE 2PLG U 16.00 0.007 0.11

SUBTOTAL (O) 0.12







124








CÓDIGO: LTPCA 02 UNIDAD: M2

DETALLE :

EQUIPOS


COSTO


A B C=A*B R D=C*R


ANDAMIOS 1.00 0.00 0.00 0.65 0.00

SUBTOTAL (M) 0.00

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN

(CATEGORÍA)

CANTIDAD JORNAL/

HR

COSTO


A B C=A*B R D=C*R

ESTRUC. OCUPA. D2

(ALB.) 1.00 0.00 0 0.65 0.00

ESTRUC. OCUPA. E2

(PEÓN.) 1.00 0.00 0 0.65 0.00

SUBTOTAL (N) 0.00

MATERIALES


A B C=A*B

CEMENTO kg 44.75 0.16 7.03

ARENA m3 0.19 13.75 2.59

AGUA m3 0.04 0.60 0.02



SUBTOTAL (O) 24.37







125

4.5.8. Comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería con ladrillo

tipo PET ambiental con diferentes adherencias.








1 LADRILLO TIPO PET: LISO (A) 14.18

2 LADRILLO TIPO PET: LIJADO O RUGOSO (A) 15.57

3 LADRILLOTIPO PET: CON CLAVOS (A) 29.73

Gráfico N° 19: Comparación de precios (A).

Fuente: Autores

En el gráfico 19 no se consideró los costos de mano de obra, equipo y de ciertos materiales

porque al ser un proyecto direccionando a poblaciones de bajos recursos económicos, la

comunidad intervendrá en la construcción de este tipo de mampostería, es por este motivo

que el precio por metro cuadrado de mampostería de diversas adherencias disminuye.

También se observa un incremento de precio en un 9% entre ladrillo tipo PET liso con el

lijado o rugoso y de un 110% con respecto al ladrillo con clavos.

14,1815,57

29,73

0

5

10

15

20

25

30

35

COMPARACIÓN DE PRECIOS POR M2

LADRILLO TIPO PET: LISO (A) LADRILLO TIPO PET: LIJADO O RUGOSO (A)


126

4.5.9. Comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería tradicional y

ladrillo tipo PET ambiental.








1 LADRILLO TIPOPET: LISO (A) 14.18

2 LADRILLO TIPO PET: LIJADO O RUGOSO (A) 15.57

3 BLOQUE: 10x20x40 21.59

4 BLOQUE: 15x20x40 21.74

5 LADRILLO MAMBRÓN: 10x15x34 23.15

6 BLOQUE: 20x20x40 23.23

7 LADRILLO TIPO PET: CON CLAVOS (A) 29.73

Gráfico N° 20: Comparación de precios de diversas mamposterías.

Fuente. Autores

Se realizó la comparación de precios por metro cuadrado de diversas mamposterías en la

cual se obtuvo como resultado que la mampostería de ladrillo tipo PET es más barata que la

de ladrillo o bloque tradicional.

14,18 15,5721,59 21,74 23,15 23,23

29,73

0

10

20

30

40

50

60


LADRILLO TIPO PET: LISO (A) LADRILLO TIPO PET: LIJADO O RUGOSO (A)

BLOQUE: 10x20x40 BLOQUE: 15x20x40

LADRILLO MAMBRON: 10x15x34 BLOQUE: 20x20x40


127

4.5.10. Resumen de la comparación de precios por metro cuadrado de la mampostería

con ladrillo tipo PET, bloque y ladrillo común.








1 LADRILLO TIPO PET: LISO (A) 14.18

2 BLOQUE: 15x20x40 21.74

3 LADRILLO MAMBRÓN: 10x15x34 23.15

Gráfico N° 21: Resumen de comparación de precios.

Fuente: Autores

Se observa en el grafico 21 en el resumen de comparación de precios por metro cuadrado

que la mampostería construida con ladrillo tipo PET ambiental, es decir donde no se incluyen

costos de mano de obra, herramienta menor y material de relleno, es más económico en un

53% en relación al bloque mientras que con respecto al ladrillo mambrón es de un 63%.

14,18

21,74 23,15

0

10

20

30

40

50

60


LADRILLO TIPO PET: LISO (A) BLOQUE: 15x20x40 LADRILLO MAMBRON: 10x15x34

128

5. CAPÍTULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. Conclusiones

La botella que se utilizó como materia prima para la elaboración de esta investigación es

de bajo costo y de consumo muy frecuente en la sociedad motivo por el cual se la puede

encontrar en grandes cantidades en centros de acopios.

En los centros de acopio los recipientes plásticos designados no siempre se encontraban

en buenas condiciones, es decir algunos de ellas estaban aplastadas, rotas, fisuradas o en

estado deplorable.

El transporte de los envases es relativamente fácil, porque no tienen una masa

considerable pero ocupan una gran cantidad de volumen o espacio.

La compactación del material de relleno del ladrillo tipo PET es decir la arena, será

óptima cuando se ha disminuido la mayor cantidad de espacios vacíos, esto ocurre

cuando las partículas más gruesas se van quedando en la superficie lo que evita que al

momento de su almacenamiento y traslado estas se descompacten.

El mortero de pega a emplearse para la unión de los elementos de la mampostería no

debe contener gran cantidad de agua, es decir que se obtendrá una mezcla seca para evitar

que por el peso de cada ladrillo tipo PET desplace el agua del mortero provocando el

escurrimiento del cemento debido a que este es al aglutinante del mismo.

La utilización de las botellas plásticas de 1,35 litros al ser llenadas con arena y

empleadas en fabricación de muretes llega a tener una gran masa lo que dificulta su

manejo o traslado.

Aunque el mortero de pega falle por adherencia el ladrillo tipo PET tiene la capacidad

de seguir soportando la carga y de esta manera permite que el prisma o murete se

mantenga estable.

129

Se establece que la resistencia a la compresión del ladrillo tipo PET como unidad de

mampostería tiene un valor de 2,5 MPa por lo tanto se encuentra dentro de los parámetros

permisibles según la NEC_SE_VIVIENDA, viviendas de hasta dos pisos con luces de

hasta 5 metros, permitiendo a este mampuesto ser una alternativa para la construcción

sostenible de viviendas.

El material es apto para la construcción porque se determinó que la mayor resistencia a

la compresión de la mampostería construida con ladrillo tipo PET es de 0.63 MPa donde

dicho elemento tenía clavos en la superficie mientras que el menor valor de la resistencia

a corte es de 0.21 MPa en elementos con superficie rugosa por lo que no es necesario el

cambio de la rugosidad para verificar la adherencia de la botella con el mortero de pega,

porque las resistencias son similares en cualquiera de los tres casos. Se puede resaltar

que según la NEC-10 Parte 5, mampostería estructural que considerara el menor valor

obtenido para la resistencia a corte.

Se establece que el mortero de pega debe tener una mejor dosificación como por ejemplo

1:3 para que exista mayor resistencia logrando así un óptimo funcionamiento de la

mampostería.

De acuerdo al análisis de precios unitarios la construcción de un metro cuadro de

mampostería utilizando ladrillo tipo PET con superficie lisa (Ambiental) es más

económico en un 53% con respecto bloque tradicional y en un 63% con el ladrillo

mambrón. Como se puede observar en el (gráfico 21).

Se logrará disminuir el precio total de la construcción de mampostería si el proyecto en

el que va a ser empleado vincule a la comunidad, la cual proveerá de mano de obra para

la elaboración del ladrillo tipo PET y construcción de mamposterías.

El rendimiento del operario disminuirá en la construcción de una pared o muro utilizando

un ladrillo tipo PET porque es necesario en primera instancia realizar una pre-fabricación

130

del mampuesto, mientras que la construcción con elementos tradicionales es más rápida

gracias a su versatilidad.

Para que sea un proyecto netamente ambiental es necesario que la adquisición del

material de relleno, herramienta y mano de obra sea un aporte de la comunidad, es decir

sin costo alguno mientras que el costo del recipiente plástico tendrá un valor mínimo de

un centavo debido a impuesto ambiental que paga el material.

El uso del ladrillo tipo PET en mampostería permite tener elementos sismo resistente a

bajo costo mientras que en el proyecto intervenga la población o comunidad.

El empleo del ladrillo tipo PET en la construcción si es una alternativa para mitigar la

contaminación ambiental debido a que se utiliza un gran cantidad de material reciclado

en esta nueva alternativa de construcción.

5.2. Recomendaciones

Se recomienda realizar una investigación con botellas de menor capacidad, para

comprobar si la masa de los elementos empleados en la fabricación de muretes es menor

o mayor a los estudiados en esta investigación.

Al momento de la recolección de las botellas plásticas se recomienda que no se

encuentren muy fisuradas, porque al momento de llenar y compactar las mismas llegan

a romperse.

Se sugiere realizar una nueva investigación que se enfoque en la adherencia entre el

mortero de pega y el ladrillo tipo PET, utilizando aditivos u otro tipo de elementos

adhesivos con el plástico que permita mejorar el trabajo del conjunto, es decir la

mampostería.

Es necesario la investigación de diversos materiales de relleno para disminuir la masa y

el peso del ladrillo tipo PET.

131

6. BIBLIOGRAFÍA

NORMA ECUATORIANA DE LA CONSTRUCCIÓN, NEC, Ministerio de

desarrollo urbano y vivienda, Quito-Ecuador, 2014, Capitulo 5- Mampostería

Estructural.

INEN, Normas técnicas Ecuatorianas, Quito

ASTM American Section of the Internacional Association for Testing Materials,

Section, Section 4 Construction, C-67 Standar test methods for sampling and testing

brick and structural clay tile.

Meli, R., Reyes, A. (1971), Resistencia de Muros de Mampostería ante cargas

verticales excéntricas. Biblioteca virtual de la Universidad Nacional Autónoma de

México, Recuperado de: http://132.248.9.195/SerieAzul/288.pdf

Gallo, G., Espino. L., Olvera, A., (2005), Diseño Estructural de casas habitación,

México D.F. McGraw- Hill

Arias, L., Mejía, G., Mora, D., Rivadeneira, F., & Santiana D., (2012), Investigación

del comportamiento mecánico y elástico de mampostería con resistencia estructural

para ser utilizadas en la construcción de viviendas de un piso y proyección de dos

(tesis de pregrado). Universidad Central del Ecuador, Quito, Ecuador

Sabando, J., (2011) Propuesta de alternativa constructiva para usos en bloques de

hormigón utilizando plástico PET reciclado, (tesis de pregrado). Universidad Laica

“Eloy Alfaro ”, Manta, Ecuador

Valle, C., (2013) Utilización de botellas plásticas tipo PET como unidad estructural

para mampostería liviana (tesis de pregrado). Escuela Superior Politécnica de

Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

Celi, M., (2013) Análisis del sistema constructivo con botellas recicladas PET, y su

aplicación en el diseño de un centro de exposición y capacitación para la planta de

132

reciclaje de la ciudad de Loja (tesis de pregrado). Universidad Técnica Particular de

Loja, Loja, Ecuador.

Aguirre, D., (15 de Mayo del 2013) El plástico reciclado como elemento constructor

de la vivienda (tesis de pregrado). Universidad de Cuenca, Cuenca, Ecuador.

Ruiz D., López C., Cortes E., y Froese A., (2012) “Nuevas alternativas en la

construcción: botellas pet con relleno de tierra”, APUNTES vol.25, núm. 2,

Recuperado de:

https://www.google.com.ec/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=

rja&uact=8&ved=0CB0QFjAA&url=http%3A%2F%2Frevistas.javeriana.edu.co%

2Fsitio%2Fapuntes%2Ffile.php%3Ftable%3Darticulos%26field%3Dpdf%26id%3

D317&ei=tQtdVf_rF8fjsAT0y4DoDA&usg=AFQjCNENfj3zA7WRR8EMiif-

oNOP-JPbCQ&sig2=HFy5cNoUcA-wbT0aecFp6g

133

7. ANEXOS

ANEXO 1: ELABORACION DEL LADRILO PET

134

ANEXO 2: PROCESO Y ARMADO DE ENCOFRADOS

135

ANEXO 3: TRASLADO DE MATERIALES AL LABORATORIO DE ENSAYOS DE

MATERIALES Y MODELOS DE LA UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR.

136

ANEXO 4: FABRICACIÓN DEL MORTERO.

137

ANEXO 5: CONSTRUCCIÓN DE PRISMAS Y MURETES.

138

139

ANEXO 6: INFORMES PROPORCIONADO POR EL LABORATORIO DE

ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS DE LA UNIVERSIDAD CENTRAL DEL

ECUADOR.

140

141

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143

144

145

146

147

Documents

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR … · PET liso, ladrillo PET rugoso y ladrillo PET con clavos establecer con cual elemento sería más rentable el empleo masivo en la construcción