Porcentaje de agregado fino por porcelanato reciclado sobre las propiedades físicas y mecánicas en adoquines tipo II en Trujillo 2024

Abstract

En el presente trabajo de investigación el cual se elaboró en la ciudad de Trujillo, se estudia la influencia del porcelanato reciclado en el adoquín tipo II como reemplazo del agregado fino en sus propiedades físicas y mecánicas como absorción, densidad, resistencia a la compresión y resistencia a la flexión. Las propiedades físicas y mecánicas del concreto han sido arduamente estudiadas en los últimos años, dado que para esta investigación será de mucha utilidad en la elaboración de adoquines; pero al tratar de mejorar dichas propiedades se ofrecen nuevos productos, principalmente con el reemplazo de uno de los elementos que lo compone por productos reciclados. Existe una enorme cantidad de porcelanato proveniente de las construcciones que son desechados en distintos botaderos, el cual puede contribuir a la contaminación de suelos y cursos de agua en gran escala, lo que conlleva también a ser un riesgo socioeconómico. El objetivo de este trabajo de investigación fue encontrar el óptimo porcentaje de reemplazo de agregado fino por porcelanato donde se obtenga los mejores resultados en las propiedades de absorción, densidad, resistencia a la compresión y resistencia a la flexión para un adoquín tipo II de 420 kg/cm2, para ello se asigna los porcentajes de porcelanato reciclado del 0 % (patrón), 15 %, 30 %, 45 %, 60 % y 75 %. Se empleó el cemento fortimax de Pacasmayo de tipo MS, el agregado grueso utilizado tuvo un tamaño máximo nominal de 3/8" y el módulo de finura del agregado fino fue de 2.9. Para 1 m3 de mezcla se empleó 623.49 kg de cemento, 199.52 kg de agua, 727.08 kg de agregado fino y 705.78 kg de agregado grueso. Para el conformado de adoquines se empleó una prensa hidráulica a una presión de 7 toneladas durante un minuto; se elaboró 54 muestras de dimensiones de 10 cm x 20 cm x 6 cm según indica la normativa NTP 399.611. Los adoquines de concreto se llegaron a ensayar a la edad de 28 días de curado en agua y cal. El porcentaje de reemplazo optimo fue al 30 % de reemplazo donde se observó que tuvo un valor de absorción de 3.65 % que representa un 11 % por encima de la muestra patrón, una densidad de 2260 kg/m3 que representa un 2 % por debajo de la muestra patrón, un valor en la resistencia a la compresión de 519 kg/cm2 que representa un incremento del 22 % con respecto a la muestra patrón y además un valor en la resistencia a la flexión de 73 kg/cm2 que representa un incremento del 22 % con respecto a la muestra patrón.

In this research work conducted in the city of Trujillo, the influence of recycled porcelain in Type II cobblestones is studied as a replacement for fine aggregate in its physical and mechanical properties such as absorption, density, compressive strength, and flexural strength. The physical and mechanical properties of concrete have been extensively studied in recent years, as they are crucial for the development of cobblestones in this research. However, in efforts to enhance these properties, new products have been introduced, primarily by replacing one of its components with recycled materials. There is a substantial amount of porcelain waste from construction projects that ends up in various landfills, posing significant risks of soil and water contamination on a large scale, thereby also presenting socio-economic risks. The objective of this research was to determine the optimal percentage of fine aggregate replacement with recycled porcelain that yields the best results in absorption, density, compressive strength, and flexural strength for Type II cobblestones with a target strength of 420 kg/cm2. To achieve this, recycled porcelain percentages of 0 % (control), 15 %, 30 %, 45 %, 60 %, and 75 % were assigned fortimax cement from Pacasmayo, type MS, was used, with coarse aggregate having a maximum nominal size of 3/8", and the fineness modulus of the fine aggregate was 2.9. For 1 m3 of mixture, the composition used was 623.49 kg of cement, 199.52 kg of water, 727.08 kg of fine aggregate, and 705.78 kg of coarse aggregate. For the formation of the cobblestones, a hydraulic press was used at a pressure of 6 tons for one minute. A total of 54 samples were prepared with dimensions of 10 cm x 20 cm x 6 cm, following the NTP 399-611 standard. The concrete cobblestones were tested after 28 days of curing in water and lime. The optimal replacement percentage was found to be 30 %, where the following properties were observed: an absorption value of 3.65 %, representing an 11 % increase compared to the control sample; a density of 2260 kg/m3, which is 2 % lower than the control sample; a compressive strength of 519 kg/cm2, marking a 22 % increase compared to the control sample; and a flexural strength of 73 kg/cm2, also showing a 22 % increase compared to the control sample.