INFLUENCIA DEL USO DEL VIDRIO MOLIDO COMO SUSTITUYENTE PARCIAL DEL CEMENTO EN LA DURABILIDAD DEL CONCRETO ENDURECIDO.INFLUENCE OF THE USE OF GROUND GLASS AS PART OF CEMENT SUBSTITUENT DURABILITY OF HARDENED CONCRETE.

Quispe Quispe Michael, Bustios Garcia David, Albinagorta Paima Frank, Pahuacho Condor Frank

Palabras Clave: Cemento Andino IP, durabilidad, vidrio molido, reciclaje.

Sinopsis: El siguiente trabajo tiene por objeto reducir la cantidad de fabricacin del cemento al reemplazar parcialmente por vidrio molido pasante de la malla#200, ya que en la fabricacin de cemento se genera excesiva contaminacin por la emisin de CO2 (dixido de carbono). El vidrio sdico-clcico que escogimos est compuesto mayormente por slice, la materia principal del cemento para alcanzar resistencias a largo plazo, este al ser molido puede reemplazar al cemento en ciertos porcentajes. En este documento se trata de ver como una de las principales propiedades del concreto como la durabilidad varia con las adiciones del vidrio en 5, 10,15% por lo cual sometimos a nuestras probetas cubicas de concreto al interperismo por unos cuantos das para ver cmo se generaban las fisuras, este indicador nos sirvi para poder determinar cul de ellas alcanzara una mayor resistencia en el tiempo.Se determin que la mejor relacin a/c es la de 0.4 si embargo con el vidrio incorporado la mejor relacin a/c 0.3 con 10% de vidrio molido ,para la construccin ya que mejora la durabilidad en el tiempo del concreto.

Abstract: The next job is to reduce the amount of cement manufacturing to partially replace ground glass through mesh # 200, as in the manufacture of cement excessive pollution is generated by the emission of CO2 (carbon dioxide). The soda-lime glass we chose is composed mostly of silica, the main material of cement to achieve long-term resistance, this to be ground can replace cement in certain percentages. This document is viewed as one of the main properties of concrete and durability varies with the additions of glass in May, 10.15% by which we submitted our cubic concrete specimens to interperismo for a few days to see how cracks were generated, this indicator helped us to determine which reach greater resistance over time.It was determined that the best ratio a / c is 0.4 if however with built the best ratio a / c 0.3 with 10% ground glass for building and improving durability in time of concrete glass.E.A.P. INGENIERA CIVIL

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INTRODUCCIN

Una de las problemticas de la actual sociedad moderna es la falta de un proceso adecuado para el reciclaje de los materiales en nuestro medio, entre estos el vidrio que tiene un importantes crecimiento en el volumen de desperdicios cada ao ya sea por el crecimiento de la construccin as como desperdicios de las distintas actividades que incluyen el uso del vidrio.Por ende este paper es un planteamiento muy importante para que se pueda reducir la contaminacin del medio ambiente enmarcados en la reutilizacin del vidrio reciclado como un remplazante de 5%, 10%y 15% del cemento.Para esta investigacin hemos realizado una serie de ensayos que nos llevaran a obtener resultados de conteo de fisuras que nos indican que cuando aadimos el vidrio como el remplazo parcial del cemento estos alcanzan menores resistencia a las fisuras. Para lo que existe una condicin optima que se describe mas adelante.El polvo se fabrica a partir de residuos de vidrio sdico-clcico triturndolos hasta que pasen la malla #200 ASTM (2.54 micras). Con el fin de investigar el rendimiento en concreto en condiciones de campo, se llev a cabo usando una mezcla de agua, cemento y vidrio. La incorporacin de este en diversas proporciones de (5%, 10% y 15%) como sustituto del cemento.

MARCO TEORICOEL VIDRIO

El vidrio es un material obtenido por la fusin de compuestos inorgnicos a altas temperaturas, y el enfriamiento de la masa resultante hasta un estado rgido, no cristalino. El principal componente del vidrio es la slice (SiO2 ). La slice, sola, sera un vidrio ideal para muchas aplicaciones, pero las altas temperaturas necesarias para su fusin y las dificultades para darle forma limitan su uso a algunas aplicaciones especiales. Para reducir la temperatura de fusin de la slice, es necesario utilizar un fundente, y para ello sirve el xido de sodio (Na2 O). Como el conjunto SiO2 -Na2 O es soluble en agua, se aade un tercer elemento, el xido de calcio (CaO), que le confiere al vidrio la estabilidad qumica necesaria. Este vidrio se denomina vidrio soda-cal. El vidrio soda-cal, tambin llamado vidrio comn, representa el 90% de todo el vidrio fabricado en el mundo. El vidrio soda-cal, adems de SiO2 , Na2 O y CaO, que constituyen aproximadamente el 90% de su composicin, posee otros elementos, algunos provenientes de la propia materia prima usada, como el xido de hierro (Fe2 O3 ), y otros agregados a propsito para brindarle al vidrio caractersticas deseables, como es el caso del xido de aluminio (Al2 O3 ). El Al2 O3 se le aade al vidrio para mejorar su durabilidad qumica, inhibir su cristalizacin durante el enfriamiento y controlar su viscosidad, propiedad muy importante en todas las etapas de fusin, conformacin y recocimiento del vidrio. El Fe2 O3 es una impureza presente en la mayora de las materias primas naturales. Para los vidrios incoloros de alta calidad es necesario minimizar la cantidad de este xido en la formulacin, pues presenta gran influencia en la coloracin del vidrio. Vidrios transparentes de alta calidad utilizan arenas con niveles de Fe2 O3 inferiores a 0,01%.

TIPOS DE VIDRIOTABLA II.1. Composicin de los vidrios comerciales (los nmeros indican el porcentaje)

ElementosSdicoclcicoPlomoBorosilicatoSlice

Slice70-7553-6873-8296

Sodio12-185-103-10

Potasio0-11-100.4-1

Calcio5-140-60-1

Plomo15-400-10

Boro5-203-4

Aluminio0.5-30-22-3

Magnesio0-4

LIMPIEZAEl procesamiento de vidrio debe incluir la eliminacin de metales ferrosos y no ferrosos, plstico y papel. En la mayora de las plantas de procesamiento de vidrio de residuos esto requiere el cribado, la corriente de metal magntico y eddy (metales no ferrosos) separacin, clasificacin por aire, y / o las operaciones de cosecha manual. Aunque es poco probable que el 100 por ciento de eliminacin de todo el papel, plstico, y los residuos de corrientes de vidrio postconsumo, un producto de vidrio aceptable se puede lograr en la mayora de casos, particularmente si la mezcla disea lmite de vidrio a 10 a 15 por ciento de la mezcla.

TRITURACIN Y CRIBADOSe requieren de trituracin y cribado para lograr el tamao adecuado y eliminar las partculas de vidrio plano y / o alargadas y afiladas. En nuestro caso el vidrio fue pasante de la malla #200 ya que al que ser reemplazante del cemento tena que obtener un similar tamao.

CEMENTO ANDINO IP

REACCION ALCALISSe da en el concreto cuando los lcalis del cemento o de alguna forma externa, reaccionan con la slice presente en ciertos agregados para formar un gel que tiene la propiedad de tomar el agua de la solucin acuosa y expandirse. La expansin provoca a las partculas del agregado y a la pasta del cemento fisuras irreversibles.

Para que esta reaccin ocurra se requieren necesariamente tres condiciones: Presencia de lcalis en la pasta del cemento Presencia de agregados reactivos en el concreto Agua

Algunas veces el gel lcali slice es de color blanco y puede ser visto saliendo de las grietas y fisuras en el concreto, pero en pocas secas tan solo se presenta como polvo blanco explica Soriano, quien destaca que es la ms comn e importante de las reacciones lcali - agregado.

LA RELACIN AGUA/CEMENTO: La relacin agua / cemento (a/c) es el valor caracterstico ms importante de la tecnologa del hormign. De ella dependen la resistencia y la durabilidad, as como los coeficientes de retraccin y de fluencia. Tambin determina la estructura interna de la pasta de cemento endurecida.La relacin agua cemento es el cociente entre las cantidades de agua y de cemento existentes en el hormign fresco.

PROBLEMADebido a la incorporacin del vidrio molido como aditivo se generan variaciones en la durabilidad del concreto que podra causar dificultades en ObraHIPOTESISEl uso del vidrio molido como remplazante parcial del cemento mejora la durabilidad del concreto.

OBJETIVOSDeterminar la influencia del vidrio molido, en la durabilidad del concreto.

DIFICULTADES y/o LIMITACIONES

No tuvimos acceso a laboratorio especializado de la universidad debido a la suspensin que nos impusieron arbitrariamente La investigacin iba ser llevada a cabo con el cemento Pacasmayo IP, pero debido a dificultades econmicas y de traslado , trabajamos con el cemento Andino IP Ausencia de miembros de grupo Falta de equipos en los ensayos ;por lo cual, se usaron instrumentos rudimentarios (sin embargo se trabaj cumpliendo las NTP para la elaboracin de cada uno de estos El vidrio molido es nocivo para la salud en lo cual tuvimos dificultades en la ora del tamizado y para el peso de muestras.

MATERIALES MATERIALESIMAGENDESCRIPCION

Cemento Andino IP

Cemento andino IP es un cemento adicionado de uso comn en el valle del Mantaro ,se utiliz este cemento para la prueba de durabilidad

Vidrio Sodico-calcico comun pasante de la malla 200

Vidrio comn para ventanas ,llamado crudo o flotado

Agua potable

Agua apta para el consumo humano

APARATOS UTILIZADOS

EQUIPOSIMAGENDESCRIPCION

BALANZA DE PRECICIONLa balanza de precisin determina de forma directa el peso en relacin con la superficie en g/m. La balanza de precisin tiene una precisin de lectura de 0,1 g/m.

TARASSe llama al recipiente bajo y de boca muy ancha que se utiliza para pesar.

BOLSAS PLASTICASLabolsadeplsticoes un objeto cotidiano utilizado para transportar pequeas cantidades de mercancas

MOLDES PARA CUBOSEn nuestro caso utilizamos cubos de tecnopor

TAMIZ #200Tamiz #200 para zarandear el vidrio molido

LUPA DE AUMENTOLupa de aumento para observar las fisuras en los moldes cbicos.

TERMOMETROUsualmente se usa para hallar medidas de temperatura

CONTROL, PATRON O TESTIGOS

Los testigos fueron cubos de 5x5x5cm que estuvieron a la interperie durante 3 das con los siguientes diseos de mezcla para lo cual utilizamos 2 de cada tipo de vaciado.

Remplazamos el vidrio molido pasante de la malla#200 por el porcentaje de cemento que faltaba para llegar al 100% como el patrn.

Usamos el termmetro para medir la temperatura ambiente en el momento del vaciado.

Durante el momento del vaciado la temperatura ambiente era de ..IMAGEN DEL TERMOMETRO NO HAY !!

DEJAR ESPACIO

NORMBRE GENERICO DE LOS PRODUCTOS USADOS

Cemento Agua Vidrio Tecnopor Silicona

PROCEDIMIENTOSe realiza el clculo de a/c y los pesos de las dosis de vidrio molido.

Se realiz la mezcla vertindolo en los moldes cbicos de 5x5x5cm

Una vez desencofrados los expusimos a la interperie sin proceso de curado posterior y despus de 3 das marcamos las reas de donde contaramos las fisuras

Procedimos al conteo de fisuras en los cuadros de 3cm x 3 cm

RESULTADOS

Cuadro cuantitativo del conteo de las fisuras en el concreto endurecido expuesto a la intemperie para medir el grado de durabilidad con respecto al cubo patrn.

La siguiente grafica demuestra la cantidad de fisuras respecto al porcentaje del vidrio y relacin a/c de cada testigo estudiado y podemos determinar que existen porcentajes en los que el vidrio disminuye la cantidad de fisuras inclusive ms que a la del patrn pero en la mayora de casos el vidrio genera una menor durabilidad del concreto.

CONCLUSIONESCon base en la investigacin realizada para la elaboracin de ste informe se obtuvieron las siguientes conclusiones: El uso del vidrio molido no mejora la durabilidad en el concreto, existen ciertas dosis como la de 10% en una relacin a/c de 0.3 en la que el vidrio molido no interviene mucho en su durabilidad; con la cual, se puede trabajar eficientemente. La mejor relacin a/c es 0.4 en el patrn porque genera menor cantidad de fisuras La investigacin reciente ha hecho que sea posible utilizar este tipo de vidrio sdico-clcico como reemplazante en un 10% del cemento portland andino IPRECOMENDACIONES

Utilizar como remplazante del cemento Andino IP una cantidad no mayor del 10 % de vidrio molido. Constatar esta investigacin con otra similar echa con el tiempo de fragua de estas mezclas

REFERENCIAS BIBLOGRAFICAS

ACCI 522R-06. (2006). Pervious Concrete. American Concrete Institute. ACI 211-3R. (1997). Diseo y Proporcionamiento de Mezcla. American Concrete Institute. ASOCEM. (2013).cementos adicionados IP. http://ligante-asfaltico.blogspot.com/p/3-glassphalt.html. Aire, C. (2011). Hacia una construccin sustentable. Construccin y tecnologa en concreto. Vlez, L. M. (2010). Impermeabilidad y Porosidad en Concreto. http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2013/bmfcic357e/doc/bmfcic357e.pdf http://www.construccioneingenieria.org/2012/12/nuevo-tipo-de-concreto-con-vidrio.html.