universidad nacional daniel alcides carrión
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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TITULO
“EVALUACIÓN DE LA ESCORIA DE LA CENIZA DE CAL PARA LA
ELABORACIÓN DE MORTEROS DE ALBAÑILERÍA”
TITULO CORREGIDO
“EVALUACIÓN DEL USO DE LA ESCORIA DE LA CENIZA DE CAL PARA LA
ELABORACIÓN DE MORTEROS DE ALBAÑILERÍA”
AÑO 2014 1
proyecto de tesis i
Autores:
CHAMORRO CARHUAMACA, Franklin PANDURO DURAND, Francisco QUITO HINOSTROZA, Jhoel ESPINOZA MATEO, Cristhian RODRIGUEZ CUSTODIO, Armando CLARO SANCHEZ, Jhoel
Tutor:
ING. MONTES GOMEZ, Romel N.
Lugar de investigación
PASCO- PASCO- DISTRITO DE SIMON BOLIVAR
Fecha de Inicio de Investigación
La investigación se inició el 02 de mayo del 2014
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INDICE
Portada ……………………………………………………………… 1Portada ……………………………………………………………… 2Índice…………………………………………………………….........3Introducción………………………………………………………….4El Problema………………………………………………………….5Planteamiento del problema…………………………………..……5Localización…………………………………………………………6Localización…………………………………………………………7Condiciones normales para la fabricación de morteros de albañilería…………..………………………………………………. 8Condiciones normales para la fabricación de morteros de albañilería…………..………………………………………………. 9Ensayos en los morteros……………………………………………10Ensayos en los morteros……………………………………………10
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INTRODUCCIÓN
Actualmente en la ciudad de cerro de Pasco se está usando la escoria de la ceniza de
cal para la fabricación de bloques de albañilería, pero no se está dando uso para la
fabricación de morteros como material sustituyente del agregado. Razón por el cual el
presente trabajo consiste en realizar estudios y ensayos para determinar si este
material es óptimo o tiene las propiedades físicas y químicas adecuadas para poder ser
usados en la fabricación del mortero.
En la actualidad no se está usando la escoria de la ceniza de cal en la fabricación de
morteros, esto significa que es un material nuevo hacer investigado, antes de su uso y
aplicación en la construcción.
Si luego de haber realizado las investigaciones necesarias, y comprobado en base a
ensayos de laboratorio que este material como agregado si reúne las propiedades
tanto físicas como químicas para la fabricación de morteros, entonces las personas
dedicadas a la construcción contarían con un material nuevo y óptimo para la
elaboración de morteros, que dicho sea de paso lo encontraríamos más cercano a
nuestra ciudad ahorrándonos tiempo y economía.
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1. EL PROBLEMA
En la actualidad hay mucha deficiencia en la producción de agregados en la ciudad de cerro de Pasco, razón por el cual el presente estudio es para determinar si la escoria de la ceniza de cal puede sustituir a los agregados que actualmente usamos para la elaboración de morteros.
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Delimitación de la Investigación.
Después de haber descrito la problemática relacionada con el tema, a continuación
con fines metodológicos será delimitada en los siguientes aspectos:
a. Delimitación Espacial
Está focalizada en la Provincia de Cerro de Pasco – Localidad de simón bolívar
(Sacrafamilia)
b. Delimitación Temporal
Comprende desde el 02 de Mayo hasta la culminación de la investigación.
c. Delimitación Conceptual.
En síntesis, el tema propuesto para la investigación “EVALUACIÓN DE LA
ESCORIA DE LA CENIZA DE CAL PARA LA ELABORACIÓN DE MORTEROS DE
ALBAÑILERÍA” se refiere a evaluar el comportamiento de la escoria de ceniza
de cal en la fabricación de morteros para relleno de juntas en albañilería
Descripción de la Realidad.
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La fabricación de los morteros en la Provincia de Pasco y sus localidades está constituido generalmente por agregados extraídos de las canteras de la localidad de Sacrafamilia, que al ser extraídos de forma inadecuada y sin un control técnico presentan una mala calidad (granulometría inadecuada y altos porcentajes de arcilla), para la elaboración de morteros con propiedades adecuadas a su función.
Viéndose esta realidad, surge la opción de evaluar nuevos materiales con propiedades adecuadas que mejoren la calidad y el costo para la fabricación de morteros de albañilería. En este sentido se ha optado por la utilización de la escoria de ceniza de cal como un material adecuado para la fabricación de mortero de albañilería.
Teniendo el antecedente de que la escaria de ceniza de cal, es utilizado para la fabricación de kinkones, por los pobladores de la localidad de Sacrafamilia y alrededores de manera empírica por que no cuenta con normas e investigaciones que garanticen el comportamiento y propiedades de este material como material para unidad de albañilería ni como material para la fabricación de morteros.
Escoria de la Ceniza de Cal.
Método de Obtención.
La escoria de ceniza de cal es el producto de desecho obtenida por la calcinación de la roca caliza expuesta a temperaturas de 900°C por un tiempo aproximado de 15 minutos
Lugar de Obtención.
La escoria de ceniza de cal es obtenida en las canteras de producción de cal de las diferentes localidades del Distrito de Simón Bolívar de Rancas.
Condiciones Normales para La fabricación de Mortero de albañilería
a) Localización.
Cerro de Pasco situada a un poco más de 4.330 m.s.n.m., en la Meseta del Bombón, altiplano de la Cordillera de los Andes, y culminando aún a los 4.380 en el sector de Yanacancha. Por su altura, se puede considerar sin dudas que es la ciudad de más de 50 000 habitantes la más alta del planeta.
Geografía
Se ubica exactamente en la falda del cerro Uliachin y al pie de la laguna Patarcocha en la región geográfica de la puna donde está rodeada de montañas y lagunas.
Acceso
A unos 300 km de Lima, el camino es uno de los más pitorescos de los Andes, pasando por el Ticlio (4.818 msnm), este punto es el más alto de la carretera central y además es el segundo punto ferroviario más alto del mundo. Luego se cruza la pampa de Junín,
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al lado del lago Reserva Nacional del mismo nombre, para llegar, al final de esa, ya cerca de la ciudad.
UBICACIÓN MACRO
UBICACIÓN DE LA CANTERA
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COMUNIDAD SACRAFAMILIA
UBICACIÓN DE LA CANTERA
POBLACION
b) Clima Local.
En el Distrito de Yanacancha y Simón Bolívar, las temperaturas varian de acuerdo al siguiente cuadro
Variación de la Temperatura durante el Día
Temperatura °C
10:00 pm – 06:00 am -2°C a -10°C06:00 am – 10:00 am 6°C10:00 am – 03:00 pm 12°C03:00 pm – 06:00 pm 6°C06:00 pm – 10:00 pm 6°C a -4°C
Fuente: Recopilación de datos obtenidos de perfiles y expedientes técnicos
c) Fabricación de mortero en Condiciones Normales
Los morteros son mezclas plásticas obtenidas con un aglomerante, arena y agua, que sirven para unir las piedras o ladrillos que integran las obras de fábrica y para revestirlos con enlucidos o revocos. Los morteros se denominan según sea el aglomerante. Así se tienen morteros de yeso, de cal o de cemento.
Los morteros, como los aglomerantes, se clasifican en aéreos e hidráulicos.
Resistencia:
Las Resistencias mecánicas de los morteros destinados a revestimiento deben atender fundamentalmente en su respuesta a las tensiones provocadas por pequeños movimientos diferenciales del soporte, tensiones generadas por cambios ambientales e impactos o agresiones externas. Distinguimos dos tipos de resistencias relacionadas con las solicitaciones que deberá de soportar el mortero: compresión y tracción.
La resistencia a compresión nos proporciona una idea de la cohesión interna del mortero. Indica, así, su capacidad de soportar presiones sin disgregarse. La cohesión también se relaciona con el grado de estanqueidad que será capaz de alcanzar una vez dispuesto.
La resistencia a tracción nos proporciona información sobre la dificultad que oponen las partículas a separarse. Como en el resto de este tipo de materiales la resistencia a tracción es baja, por lo que debe asegurarse que el material no estará expuesto a estas solicitaciones.
Estas resistencias mecánicas de los morteros de revestimiento no deben ser superiores a la de los soportes. El mortero debe ser lo suficientemente flexible para acompañar leves movimientos del soporte por causas térmicas o estructurales. Una excesiva rigidez provocaría la aparición de fisuras o agrietamientos.
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Los factores que influyen beneficiosamente en la resistencia del mortero son:
Una adecuada elección de los materiales, con una distribución granulométrica de la arena que permita la correcta cohesión de la masa del mortero.
Una utilización de aditivos que permiten disminuir la cantidad de agua necesaria y consiguientemente descender la relación A/C (agua/ cemento). Un amasado homogéneo del mortero.
Una correcta preparación de la superficie del soporte donde se va aplicar el mortero: limpia y humedecida.
Entre los factores que influyen negativamente en la resistencia del mortero, distinguimos:
La existencia de aditivos incorporadores de aire antes que mejoran el aspecto de los morteros, así como su manejo, pero a la vez debe valorarse que a mayor cantidad de aire incorporado en el mortero (aire ocluido) menor resistencia de éste.
La utilización de morteros con el tiempo de uso excedido.
La incorporación de agua al mortero transcurrido un tiempo desde su amasado.
ADHERENCIA
La adherencia es la capacidad del mortero de absorber tensiones normales o tangenciales a la superficie del soporte.
La adherencia es una propiedad tanto del mortero fresco como del endurecido: En el mortero fresco la adherencia se basa en las propiedades geológicas de la pasta de cemento. Para comprobarlo basta con aplicar una capa de mortero entre dos piezas a unir y separarlas al cabo de unos minutos. Una buena adherencia del mortero se manifiesta al permanecer adherida pasta del mismo a la superficie de las dos piezas una vez separadas.En el mortero endurecido la adherencia depende fundamentalmente de la naturaleza de la superficie del soporte, de su porosidad y rugosidad, así como de la granulometría de la arena empleada.
Proporciones para la fabricación de morteros en condiciones normales
Fuentes: SENCICO
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ENSAYOS EN LOS MORTEROS
Ensayo granulométrico:
Según UNE EN 1015-2: consiste en agrupar los áridos de una muestra, de acuerdo a su tamaño, mediante el uso de tamices normalizados. La cantidad de áridos retenidos en cada tamiz se utilizan para hacer la curva granulométrica del árido, que se compara con la curva de máxima compacidad de Fuller y con los límites superior e inferior del huso.
Determinación de la densidad:
Según UNE EN 1015-6, mediante el vaso cilíndrico del aerómetro. Éste se llena de mortero hasta la mitad y se golpea 10 veces para compactarlo mediante una mesa de sacudidas. A continuación se rellena el volumen restante y se repite la operación. El peso del mortero se divide entre el volumen del recipiente del aerómetro, que es de 1dm3 por normativa.
Determinación del agua de amasado y consistencia:
el agua de amasado se determina según UNE EN 1015-3 mediante la mesa de sacudidas, a la que se le coloca previa humectación un cilindro normalizado que se rellena de mortero y se enrasa. A continuación se desamolda el producto, se esperan 15 segundos y se realizan 15 sacudidas, una por segundo. El diámetro final del mortero se denomina diámetro de escurrimiento y es el que determina su consistencia. De este modo, el agua de amasado que se emplee para un mortero será aquella que dote al mortero de un diámetro de escurrimiento, y por tanto de una consistencia determinados.
Determinación de la cantidad de aire ocluido:
Según UNE EN 1015-7: consiste en someter a presión un litro de mortero mediante un aireador para determinar mediante la caída de presión la cantidad de aire ocluido que éste contiene.
Ensayo de placa de vidrio en laboratorio:
consiste en la ejecución de una capa de mortero para revestimiento de entre 6 y 8mm de grosor sobre una placa de vidrio. Transcurridas 24 horas, se coloca en posición vertical y se observa la muestra. Si ésta se encuentra fisurada la mezcla es demasiado rica en cal, y si se desmorona es demasiado pobre. Si no presenta defectos y la resistencia es suficiente, es decir la paleta no penetra en el mortero, es la dosificación adecuada.
Ensayo sobre rasilla en obra:
Se procede análogamente al ensayo de placa de vidrio, pero efectuando la prueba sobre una rasilla.
Estado endurecido:
Los ensayos en mortero endurecido se realizan a partir de la confección de probetas prismáticas y circulares, las segundas para determinar la adherencia, que son ensayadas tras su endurecimiento en condiciones ambientales de 20±2ºC y humedad relativa de 95±5%, según UNE EN 1015-2, “Fabricación de probetas para morteros de albañilería”.
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Young dinámico puede determinarse mediante el ensayo de ultrasonidos según UNE EN 14150, o bien mediante la frecuencia de ondas sonoras según UNE EN 12680-1.
Determinación de la resistencia mecánica:
Se realiza mediante la rotura de probetas prismáticas sometidas a flexo tracción y posteriormente a compresión, según UNE EN 1015-11.
Determinación de la densidad aparente, relativa y cálculo del índice de porosidad:
Según UNE EN1015: se determina las densidades y porosidad de un mortero endurecido de la siguiente manera. Se deseca la muestra para obtener su peso seco. a continuación, se la somete a un vacío y a una posterior inmersión en agua destilada, para que ésta rellene los poros, obteniéndose así un peso saturado de la muestra y un peso hidrostático. Teniendo la masa seca se deduce el volumen que ocupan los poros ya que éstos han sido rellenados de un líquido de densidad conocida, y mediante éste cálculo se determina la porosidad.
Permeabilidad, desorción y absorción:
La capacidad de absorción y retención de agua de un mortero resulta determinante, por lo que éstos son sometidos a ensayo para determinar la permeabilidad al vapor de agua según UNE EN 1015-19 y la desorción y absorción capilar según UNE EN 1015-18. Estas propiedades también pueden determinarse mediante porosimetría por inyección de mercurio que, basándose en los principios de cálculo de porosidad y densidades, permite determinar las densidades utilizando el mercurio como líquido de densidad conocida.
HELADICIDAD:
Sometiendo las probetas a la absorción de sales, tales como el sulfato sódico (Na2SO4) éstas, al internarse en los poros del mortero y cristalizar nos muestran la resistencia a las heladas del mortero objeto de ensayo, tal y como se describe en la UNE EN 1015-18.
ADHERENCIA:
Según UNE EN 1015-12, tras la confección de probetas cilíndricas éstas se colocan en un soporte rugoso y se las somete a una fuerza de tracción mediante un tester para determinar su adherencia al soporte.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
Evaluar si la escoria de la ceniza de cal es adecuado para la elaboración de morteros de albañilería.
1.3.2 OBTIVOS ESAPECIFICOS
Determinar las características físicas y químicas de la escoria. Realizar ensayos necesarios para la determinación del uso dela escoria
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Contribuir a la sociedad cerreña con un material nuevo para ser usado en la elaboración de los morteros.
Disminuir costos con incorporación de este nuevo material sustituyente.
1.4 LIMITACIONES
1.4.1 LIMITACIONES EN EL TIEMPO
En visto que la investigación necesita de un tiempo apropiado para realizar un estudio detallado y el semestre académico es de periodo corto, la presente investigación se pretende acabar en 4 meses. Comprendido entre los meses de abril a agosto del 2014.
1.4.2 LIMITACIONES EN EL ESPACIO O TERRITORIO
La presente investigación se viene realizando en una de las canteras de piedra ubicada en el centro poblado de sacra familia, distrito de simón bolívar, provincia de Pasco y región Pasco.
1.4.3 LIMITACIONES DE LOS RECURSOS
En vista que la investigación necesitara de ensayos para poder determinar sus propiedades físicas químicas y resistentes se necesitara realizar varios ensayos lo cual haciendo una cotización se asume que el gasto promedio será de aproximadamente 400 S/N
1.4.4 OTRAS LIMITACIONES
Dentro de estas limitaciones podemos citar en cuanto a lo que se refiere a la recolección de información que para nuestro caso es poco, ya que anteriormente no se han realizado estudios similares, lo cual nos obliga a guiarnos de informaciones parecidas en lo referente a nuestro tema por ejemplo elaboración de mortero a base de arena y cemento.
MARCO TEÓRICO
Antecedentes de la investigación.
La cal:
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La cal es el nombre común del óxido de calcio, caracterizado por ser una sustancia blanca, ligera, cáustica y alcalina, que se obtiene calcinando caliza y otros materiales que contienen carbonato cálcico. Se usa para fabricar cemento, mortero o argamasa, y para neutralizar terrenos ácidos. Este material es fabricado en la localidad de Sacra-familia hace muchas décadas atrás, ya que en el lugar
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