MORTERO CONCRETO-CAUCHO
INTRODUCCION: Contaminación y composición de las llantas Los desechos de caucho han recibido gran atención en los últimos años debido al gran volumen que se genera y a su dificultad para eliminarlos y/o reutilizarlos. Mientras países europeos como lemania! "rancia! ustria reciclan hasta el #$% por ciento de sus llantas usadas! en M&'ico pr(cticamente no e'iste tal reciclado! debido a la escasa conciencia ambiental y a un casi ine'istente sistema de control y de mecanismos necesarios para el correcto tratamiento/recuperación de neum(ticos fuera de uso )*.".+,! de los -. millones de llantas que se desechan anualmente en M&'ico el 01% de los *"+ terminan en lotes baldíos ríos! carreteras.
2n muchos casos los *.".+. se terminan quemando para eliminar la contaminación física que estos producen cuando este último es el problema m(s serio ya que ocasiona severos daños a nuestra salud! pues como se ha verificado! varios estudios t&cnicos han demostrado que la quema de llantas libera sustancias de m('ima peligrosidad para el ser humano! tales como monó'ido de carbono! furanos! tolueno! benceno y ó'ido de plomo! los efectos dañinos que estos pueden ocasionar a nuestra salud son irreversibles. 2'isten diversas vías para que el caucho recuperado sea útil3 el m&todo m(s utilizado es el de colocarlos en los rellenos sanitarios. 4ambi&n! el caucho desechado puede servir como fuente energ&tica! ya que el m&todo de incineración tiene un alto valor calórico. pesar de estas alternativas! el recicla5e aparece como la me5or solución para la disposición del caucho de desecho! debido a sus venta5as económicas y ecológicas.
Las llantas de automóvil estan formadas por6 2lastomero 789: ;$% fig)a, lambres de acero
aucho estireno?butadieno • • •
"ig. a
"ig. b
"ig. c
El caucho: composición y popiedades 2l caucho nombre común del <@olímero del Asopreno o -?metilbutadieno=. >B. 2ste surge como una emulsión lechosa )conocida como l(te', en la savia de varias plantas! pero que tambi&n puede ser producido sint&ticamente3 llamados caucho natural y caucho sint&tico )789, respectivamente. Las zonas de mayor producción son >hina! M&'ico! Cietnam y 8rasil. 2l caucho 789! estireno butadieno m(s conocido como caucho 789 es un copolímero )polímero formado por la polimerización de una mezcla de dos o m(s monómeros, del estireno y el 1!D?butadieno. Este es el m(s utilizado a nivel mundial y se obtiene por reacciones químicas! conocidas como condensación o polimerización! a partir de determinados hidrocarburos insaturados. Los compuestos b(sicos del caucho sint&tico llamados monómeros! tienen una masa molecular relativamente ba5a y forman mol&culas gigantes denominadas polímeros. Fespu&s de su fabricación! el caucho sint&tico tambi&n se vulcaniza.
>aucho 7int&tico )789, Fiferencias entre el >aucho 7int&tico )789, y el >aucho *atural6 G 789 es inferior a la goma natural para su procesado! resistencia a la tracción y a la rotura! adherencia y calentamiento interno. G 789 es superior en permeabilidad! enve5ecimiento! y resistencia al calor y desgaste. G @ara uso en neum(ticos! 789 es me5or para vehículos de pasa5eros! en tanto que la goma natural es preferible para vehículos utilitarios.
G Las 789 e'tendidas con aceite se usan principalmente para fabricación de neum(ticos! correas cintas transportadoras! etc., y suelas de zapatos3 las mezclas maestras de 789 se emplean en la producción en masa de cubiertas de neum(ticos.
DE!ARRO""O: @ara el desarrollo del presente proyecto se prepararon compuestos de concreto tradicional! los cuales est(n formados por agregados finos y gruesos! agua y cemento. 2l agregado fino es arena sílice con impurezas de mica. 2l agregado grueso es grava! formada de rocas trituradas de basalto de tamaño promedio -.H cm )1I,. 2l cemento utilizado es el @ortland tipo A. 2l caucho proviene de la raspadura de las bandas de rodamiento. 7e elaboraron mezclas de concreto tradicional y de concreto?caucho en donde la relación agua/cemento se mantuvo constante en $.H! y se sustituyó parte de la arena )que representa el agregado fino, que se adiciona al concreto por caucho! el contenido de piedra permanece constante. 2l porcenta5e de caucho utilizado fue de -$% en volumen y los tamaños promedio de las partículas de caucho fueron menores a 1.10 mm )fino,! este tamaño fue obtenido por el tamizado de la malla *o. -. Las mezclas se elaboraron tomando un diseño de mezcla tradicional! en donde se fi5ó un valor de revenimiento de a 1$ cm. dicionalmente! se fi5ó una resistencia a la compresión de -$ Jg/cm a los - días. Las mezclas se prepararon de manera tradicional en suelo a pala. Luego! se procedió a la elaboración de las probetas cilíndricas normalizadas. Furante las primeras -H horas las probetas permanecieron en el sitio de elaboración y fueron cubiertas para evitar la retracción por perdida de humedad. 4ranscurridas las -H horas las probetas se retiraron de los moldes y se almacenaron en el tanque de curado lleno de agua limpia en reposo. lo largo de los - días de curado! se determinó la resistencia a la compresión al dia siguiente! a los !;!1H y - días. Los ensayos se realizaron a cilindros por mezcla y el porcenta5e de desviación es menor al 1$%. @or lo tanto! el valor de la desviación no se presenta en las diferentes propiedades analizadas. @or otra parte! transcurrido el tiempo de curado )despu&s de los - días,! se realizaron las medidas de los tiempos de transito de la onda de pulso ultrasónico a las probetas. 7e realizaron diez mediciones a cada probeta! utilizando vaselina como agente acoplante entre los transductores y la probeta. 7e utilizo para la medición de la velocidad de pulso ultrasónico un +ltrasonic *on?Festructive Figital 4ester! con una apreciación de $!1 y 1 ms. 7e empleo un transductor de - KBz! con una e'actitud en el tiempo de transito de ± 1% y de ± -% en el recorrido. -
DI!E#O DE ME$C"A DE CONCRETO HIDR%U"ICO 2s el con5unto de las cantidades de materiales calculadas en masa por unidad de volumen de concreto para lograr las características deseadas.
Caacte&sticas del caucho 2l caucho que utilizamos para nuestro traba5o en un principio tenía diferentes tamaños de partículas por lo cual lo cribamos por la malla del -. 2sto con el fin de homogenizar nuestro material y poderlo utilizar como si se tratara de arena ya que al momento de diseñar nuestra mezcla el caucho entrara en sustitución de la arena en un -$% de su totalidad. dem(s según los datos obtenidos de las pruebas realizadas a nuestro caucho adem(s de una investigación respecto a nuestro material el porcenta5e de absorción del caucho es del $.-% del peso total de nuestro material saturado. Conocimientos pe'ios: 1.
>aracterísticas de los agregados p&treos
+tilizamos grava de una pulgada y arena cribada por la malla del H y caucho cribado por la malla del -. -.
Fatos de proyectos a,
+bicación de la obra6 uer&taro! ro.
b,
4ipo de elemento6 cilindros de concreto.
c,
9esistencia de proyecto6 fcN-$ Kg/cm-.
d,
9evenimiento de proyecto6?1$ cm
e,
4amaño m('imo del agregado6 1= )-.H mm,
f,
Módulo de "inura de la rena6 -.0
Fe acuerdo a todos los c(lculos realizados se hizo un recuento de estos para poder obtener todos los valores necesarios para el c(lculo de las cantidades que utilizaríamos de cada uno de los agregados. Cantidades de a(e(ados y cemento paa ) cilindos #.;$0 Kg Cement o .D- Kg A(ua 1H.D#1 Kg *a'a 1.-#1# Kg Aena Cantidades de a(e(ados+ cementoy caucho al ,. paa ) cilindos #.;$0 Kg Cement o .D- Kg A(ua 1H.D#1 Kg *a'a 1-.-$0- Kg Aena Caucho D.$-D- Kg
/ocedimiento de me0clado 2l procedimiento que se empelo para la elaboración de la mezcla fue la de mezclado tradicional con pala. 1 7e mezclan todos agregados en una charola grande - +na vez que los agregados est(n bien mezclados se hace con ellos un círculo en el suelo ya limpio para evitar que se 5unten con material org(nico. D 7e procede a colocar el cemento en el centro del circulo con un poco de agua y se revuelve todo el material H 7e repite este procedimiento apro'imadamente D veces hasta incorporar todos los elementos 7e busca que la mezcla tenga el revenimiento deseado. # Oa que se tenga el revenimiento se procede a hacer los cilindros para despu&s ponerlos a ensayo de compresión al 1! ! ;! -1 y -. 2nseguida de &ste procedimiento! se hace el revenimiento con el tronco cono! este se humedece un poco.
PLANTA
PERFIL
7e le echa concreto hasta una tercera parte del cono y se le da - golpes con la varilla de punta de bala! se vuelve a echar concreto hasta dos terceras partes del cono y se le vuelve a pegar - veces y por último se rellena por completo si presionar o aplastar y se le vuelve a dar los - golpes hasta quedar completamente lleno! al terminar se enrasa y se quita el cono r(pidamente y se mide el revenimiento. 40
35
30
25
20
15
10
5
Revenimiento.?
2s la medida de la consistencia de las mezclas en t&rminos de la disminución de altura en un tiempo determinado! de un cono truncado de revenimiento de dimensiones específicas..
7i el revenimiento es bueno se procede a llenar los cilindros! pero si no! se vuelve a mezclar todos los materiales con m(s o menos agua hasta que el revenimiento sea el deseado. Fespu&s de esto se truenan los cilindros a los días deseados! así mismo! se cabecean con los cilindros con mortero de azufre para que queden a nivel y así poder aplicarle carga de una manera correcta! al momento de estar aplicando la carga se va cuidando hasta donde alcanza su fluencia m('ima. Fespu&s de un día descimbramos los cilindros los marcamos y los metimos al cuarto de curado. Los cilindros se iban cabeceando de acuerdo al número de día que iba despu&s de haber descimbrado. @ara despu&s probarlos mediante la prueba de compresión y ver si el concreto iba tomando la resistencia que nosotros busc(bamos.
RE!U"TADO!:
c f %
5 6 9 9 4 3 8 1 5 . 0
2 6 1 9 3 8 3 5 4 . 0
2 7 5 1 7 3 7 4 6 . 0
2 2 2 0 1 3 5 9 5 . 0
6 5 3 8 0 3 1 4 7 . 0
7 2 6 4 2 3 1 8 6 . 0
1 2 1 1 7 6 4 6 8 . 0
1 0 4 4 7 9 9 8 7 . 0
1 7 4 2 3 7 6 1 9 . 0
1 5 0 8 8 7 5 8 . 0
3 4 3 5 1 0 9 5 9 9 8 5 7 2 5 9 4 7 5 8 . 2 4 . 1 8 . 3 6 8 1 1 4 1 1 1
9 8 0 7 2 3 . 5 8 1
6 6 5 1 1 3 3 . 0 7 1
2 0 8 7 7 6 1 . 6 1 2
2 0 0 6 3 9 4 . 7 9 1
7 7 1 1 3 8 1 . 9 2 2
5 7 2 1 0 7 4 . 4 1 2
0 0 9 2 2
) 4 . 2 t s m 7 i c 8 s 5 . e / g 9 R k ( 2 ) g k ( a g r a C
0 5 0 0 2
0 0 6 8 2
0 0 3 6 2
0 5 7 2 3
0 0 1 0 3
0 0 2 8 3
0 0 9 4 3
0 0 5 0 4
0 0 9 7 3
0 0 0 0 2 2
0 0 0 2 2
0 0 0 2 2
0 0 0 2 2
0 0 0 2 2
0 0 0 2 2
0 0 0 2 2
0 0 0 2 2
0 0 0 2 2
6 7 3 4 . 1 0 3 5
6 7 3 4 . 1 0 3 5
6 7 3 4 . 1 0 3 5
6 7 3 4 . 1 0 3 5
6 7 3 4 . 1 0 3 5
6 7 3 4 . 1 0 3 5
6 7 3 4 . 1 0 3 5
6 7 3 4 . 1 0 3 5
6 7 3 4 . 1 0 3 5
6 7 3 4 . 1 0 3 5
7 8 5 4 1 7 . 6 7 1
7 8 5 4 1 7 . 6 7 1
7 8 5 4 1 7 . 6 7 1
7 8 5 4 1 7 . 6 7 1
7 8 5 4 1 7 . 6 7 1
7 8 5 4 1 7 . 6 7 1
7 8 5 4 1 7 . 6 7 1
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7 8 5 4 1 7 . 6 7 1
0 0 0 2 1
0 5 5 9
0 0 0 2 1
0 5 5 9
0 0 0 2 1
0 5 5 9
0 0 0 2 1
0 5 5 9
0 0 0 2 1
0 5 5 9
. ) 0 0 2 3 m 2 u l / m o g V k . ( P ) 3
m c ( n e m u l o V
) 2
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) r g ( o s e P ) m c ( a r u t l ) m c ( o r t e m i '
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
) s a & " ( " a "
1 1 5 5 7 7 1 1 8 8 2 2 2 2
o " a l o c a $ c e #
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
o r " n i l i C . o !
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
3 1 0 2 / 0 1 / 1 3
1 1 2 2 3 3 4 4 5 5
A/"ICACIONE! 1 U!O!
2n el concreto! la aplicación de los residuos de las llantas se puede utilizar en la producción de concreto ligero prefabricado! y en adoquines de concreto para @avimentos. 4ambi&n en paneles prefabricados resistentes al impacto! en el aislamiento para cimentaciones de m(quinas y en elementos estructurales como recubrimiento para la protección de e'plosiones. La resistencia a donde impacto o e'plosión se requiere! como en el rec(mara de ferrocarril! 5ersey barreras )una barrera de hormigón de protección utilizado como divisor de una carretera, o en edificios como absorción de la onda de choque de terremotos.
2n la arquitectura6 >lavado concretas! falsas fachadas! el respaldo de piedra la construcción de interiores. • • • •
CONC"U!IONE!
Centa5as de la implementación de partículas de caucho en una mezcla de concreto6 • • • •
Me5or absorción de energía al impacto. Mayor disipación de energía sonora. 9educción de peso volum&trico. 9educción de costos.
Fesventa5as de la implementación de partículas de caucho en una mezcla de concreto6 •
• •
9educción en la resistencia mec(nica del material! &sta p&rdida de resistencia se debe b(sicamente a la debilidad en la adherencia entre el caucho y la pasta de cemento. umento en el índice de porosidad. Mayor traba5o en la realización de la mezcla! ya que el caucho no se mezcla instant(neamente a la mezcla cemento/agua/agregados por el hecho de tener una densidad menor a la de estos materiales! lo que ocasione que este flote y no se homogenice tan r(pidamente la mezcla.
9ecomendaciones y/o alternativas para el aumento de la resistencia a la compresión6 • • • •
2dad de curado prolongada hasta al menos - días. @referencia por el caucho granulado sobre los retazos de caucho. Antroducción de microsílice. Ancorporación de fibras de acero.
8A8LAPQ9"A6 )7eymur! 9. 8. et al! 100,.
