Propiedades mecánicas y térmicas de adobes compactados

Abstract

La presente investigación parte de la búsqueda de un material alternativo que presente un buen comportamiento térmico y una aceptable resistencia mecánica, utilizando en su elaboración elementos locales, fáciles de conseguir, de bajo costo y que su fabricación genere un bajo impacto ambiental. El objetivo del presente trabajo consiste en elaborar adobes compactados a diferentes presiones y proporciones de cemento para luego caracterizar sus propiedades mecánicas y térmicas. En este trabajo de investigación se logró diseñar, fabricar y caracterizar mecánica y térmicamente bloques de suelo-cemento compactado, confeccionándose a partir de tierra, agua y cemento en bajas proporciones, se partió del suelo de Huachipa, lugar donde la industria ladrillera y de unidades de albañilería diversas, emergen de manera artesanal e informal. Se realizó la clasificación del tipo de suelo, y se identificaron los componentes mineralógicos. Se fabricaron bloques compactados, Adobes y ladrillo artesanal, sobre los que se ha estudiado la influencia del cemento y la presión de compactación en parámetros como Resistencia a compresión, flexo tracción, Conductividad y Difusividad térmica. La metodología para caracterización del suelo se basa en métodos de campo y métodos de laboratorio estandarizados (ASTM), la identificación de componentes cristalinos usando la técnica DRX, la composición fisicoquímica bajo normas NTP 339.177 ; NTP 339.178; NTP 339.152; mientras que la caracterización mecánica de las unidades fabricadas se realizó de acuerdo a las normas de adobe (NTP E 0.80) y albañilería (NTP E 0.70), la caracterización térmica abordó el parámetro de la Conductividad Térmica bajo la técnica modificada de fuente plana transitoria, normalizada por ASTM D7984; y de Difusividad térmica la cual utilizó una adaptación del método de Angström propuesto para medición de sólidos conductores térmicos. Los resultados de caracterización geotécnica de la tierra por clasificación SUCS corresponden a una arcilla de baja plasticidad (CL), en cuanto a la caracterización mineralógica se identificó a feldespatos como labradorita y arcillas, tales como la Mortmorilonita y Vermiculita. La composición fisicoquímica del material tierra presentó valores para cloruros (Cl), sulfatos (SO4) y sales solubles de 216; 3921 y 4334 ppm respectivamente. Los resultados de resistencia a compresión de las unidades fabricadas, en comparación con los esfuerzos mínimos admisibles propuestos por la norma del adobe y de albañilería resultan satisfactorios, siendo estos entre los 10 hasta los 122 Kg/cm2, calificándose este material, como un bloque de tierra compactado de alta resistencia según la norma española (UNE 41410), en cuanto a la resistencia a comprensión de prismas, los resultados varían desde 18 hasta 77.7 kg/cm2; así también valores de flexotracción desde 4.52 hasta 12.26 kg/cm2, los cuales se sitúan en niveles equivalentes y logrando superar al ladrillo tipo I, II, III, IV y V según la nacional ITINTEC 331.017. La medición térmica de la Difusividad se registra conforme a los mismos valores de compactación con los que fueron fabricados los adobes, ésta incrementa desde 2,5x10-7 m2s-1 hasta 5,3x10-7 m2s-1 cuando la tierra se compacta de 0 hasta 4,7 MPa, a su vez alcanzando una densidad en función a la presión de compactación desde 1712.86 hasta 2015.13 kg/m3, este parámetro es medible y comparable con otras unidades de albañilería. Mientras el parámetro de conductividad térmica presenta una clara tendencia al alza, conforme aumenta la presión de compactación y su consecuente concentración de cemento, se reportan valores desde 0.09 hasta 0.41 W/mk.