Evaluación del comportamiento del concreto elaborado con desechos de icopor

Abstract

El objetivo del presente trabajo de grado es evaluar el comportamiento del concreto elaborado con desechos de icopor. Se realizaron 3 mezclas de concreto con diferentes proporciones de reemplazo de agregado fino por icopor de desecho molido (0%, 10% y 20%) y con cada una se elaboraron cilindros y viguetas para realizar los siguientes ensayos de laboratorio: i) asentamiento, ii) masa unitaria en estado fresco, iii) resistencia a la compresión a los 7, 14 y 28 días, iv) módulo de elasticidad a los 28 días, v) módulo de rotura a los 28 días y vi) penetración al ion cloruro a los 28 días. El diseño de mezcla correspondió a un concreto de resistencia a la compresión de 210 kg/cm2, con una relación agua/cemento de 0.50. El icopor utilizado en esta investigación fue recuperado de almacenes y fruterías, siendo la mayoría empaques de alimentos y electrodomésticos. Utilizando un molino de carne se trituró el icopor, desmembrándolo en pedazos de diámetro promedio de 1 cm. Al momento de elaborar las mezclas con porcentaje de reemplazo con icopor se encontró el inconveniente de la volatilidad de éste cuando hay corrientes de aire; el autor recomienda pre-mezclar los materiales tradicionales de la mezcla (arena, grava y cemento) con parte del agua de mezcla, luego introducir el icopor y finalmente adicionar el agua faltante, siempre teniendo cuidado de no levantar el icopor. Las mezclas fabricadas en estado fresco evidenciaron buena manejabilidad, ni muy húmeda ni muy seca, asentamientos entre 7 y 9 cm, sin presentar segregación de materiales, aún con el reemplazo de 20% de agregado fino. Las masas unitarias, al aumentar el porcentaje de reemplazo disminuyeron; no obstante, no variaron significativamente entre sí. Las resistencias a la compresión y los módulos de elasticidad registradas para las 3 mezclas se encontraron en valores muy cercanos entre sí, concluyendo que para concretos elaborados incluso con 20% de reemplazo con icopor, presentan similar resistencia a la compresión y valor de módulo de elasticidad. En cuanto al módulo de rotura y de acuerdo a los resultados encontrados, con una diferencia aproximada del 2%, se concluye que concretos elaborados incluso con un reemplazo con icopor del 10%, la resistencia a la flexión es similar; para reemplazos del 20%, la diferencia se considera significativa. Finalmente y gracias al ensayo de penetración al ion cloruro, se concluye que a medida que aumenta el porcentaje de reemplazo, así mismo aumenta la permeabilidad del concreto obtenido, evidenciándose en el nivel de oxidación registrado en las muestras al final del ensayo y la carga eléctrica acumulada que pasó por cada una; no obstante, las 3 muestras presentaron una calificación de permeabilidad alta al ion cloruro, influenciado en gran medida por la resistencia de diseño y relación agua/cemento utilizadas en esta investigación. Se concluye entonces, que el concreto elaborado con desechos de icopor como reemplazante de un porcentaje del agregado fino, tiene potencial para ser utilizado como material de construcción para elementos estructurales.

The objective of the present work of degree is to evaluate the behavior of concrete made with icopor waste. Three concrete mixtures were made with different proportions of fine aggregate replacement by scrap of ground waste (0%, 10% and 20%) and cylinders and joists were prepared for the following laboratory tests: i) settlement, ii) unitary mass in fresh state, iii) compressive strength at 7, 14 and 28 days, iv) modulus of elasticity at 28 days, v) modulus of rupture at 28 days and vi) penetration to chloride ion at the 28 days The mix design corresponded to a concrete with a compressive strength of 210 kg / cm2, with a water / cement ratio of 0.50. The icopor used in this investigation was recovered from warehouses and greengrocers, with the majority being food and appliance packaging. Using a meat grinder, the icopor was crushed, dismembered into pieces of average diameter of 1 cm. At the moment of elaborating the mixtures with percentage of replacement with icopor, the inconvenience of volatility was found when there are air currents; the author recommends to pre-mix the traditional materials of the mixture (sand, gravel and cement) with part of the mixing water, then introduce the icopor and finally add the missing water, always taking care not to raise the icopor. The mixtures manufactured in fresh state showed good manageability, neither very humid nor very dry, settlements between 7 and 9 cm, without presenting segregation of materials, even with the replacement of 20% of fine aggregate. The unit masses, as the percentage of replacement increased, decreased; however, they did not vary significantly from each other. The compressive strengths and moduli of elasticity recorded for the 3 mixtures were found in very close values, concluding that for concrete made even with 20% replacement with icopor, they have similar compressive strength and modulus of elasticity. . Regarding the modulus of rupture and according to the results found, with an approximate difference of 2%, it is concluded that concrete made even with a 10% icopor replacement, the resistance to bending is similar; for replacements of 20%, the difference is considered significant. Finally, thanks to the chloride ion penetration test, it is concluded that as the percentage of replacement increases, it also increases the permeability of the concrete obtained, evidencing in the level of oxidation registered in the samples at the end of the test and the electric charge cumulative that went through each one; however, the 3 samples presented a high chloride permeability rating, influenced to a large extent by the design resistance and water / cement ratio used in this investigation. It is concluded then that the concrete made with scraps of icopor as a substitute of a percentage of the fine aggregate has the potential to be used as a construction material for structural elements.