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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proyecto de tesis i

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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proyecto de tesis i

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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proyecto de tesis i

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.

La problemática de esta investigación requiere del conocimiento de los

siguientes elementos que afectaran los resultados del mismo tales como el

clima, adherencia, resistencia, trabajabilidad.

Debemos destacar que en los años anteriores la escoria de la ceniza de cal no

se aprovechaba como agregado, más bien se desechaba sin medir los grados

de contaminación que este originaba en el suelo y aire. Con el paso del tiempo

este material alcanzo una pequeña revolución, los pobladores del lugar

empezaron a utilizarlo como elemento principal en la elaboración de cercos

perimétricos para el uso de corrales, delimitaciones, etc.

En la actualidad la escoria de cal de ceniza se usa para la construcción de

muros para vivienda de dos pisos como máximo y como agregado para la

elaboración de bloques de concreto.

El planteamiento del problema es de gran importancia porque nos llevara a

conocer un nuevo uso para este material, basándonos en los reglamentos

establecidos.

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:

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a. Delimitación EspacialEstá focalizada en la Provincia de Cerro de Pasco – Localidad de simón

bolívar (Sacrafamilia)

b. Delimitación TemporalComprende 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.

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.

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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, al lado del lago Reserva Nacional del mismo nombre,

para llegar, al final de esa, ya cerca de la ciudad.

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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°C

06:00 am – 10:00 am 6°C

10:00 am – 03:00 pm 12°C

03:00 pm – 06:00 pm 6°C

06:00 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.

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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.

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

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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

ENSAYOS EN LOS MORTEROS

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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

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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”.

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.

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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.

1.2 FORMULACION DEL PROBLEMA

Determinar si la escoria de la ceniza de cal puede sustituir como agregado a un

elemento común en la elaboración del mortero de albañilería.

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.

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1.3.2 OBTIVOS ESAPECIFICOS

Determinar las características físicas y químicas de la escoria.

Realizar ensayos necesarios para la determinación del uso dela escoria

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 JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION

La investigación se realiza para aprovechar la escoria de ceniza de cal

mediante su utilización como agregado en la elaboración de morteros de

albañilería.

Algunos de los aportes de esta investigación pueden ser:

En el aspecto práctico: Tener un nuevo material para la elaboración del

mortero.

En el aspecto teórico: formular conocimientos, condiciones, limitaciones,

reglas, en cuanto a la utilización de la escoria de ceniza de cal a partir

de los resultados que nos ofrecerán los diferentes ensayos a realizar.

Genera reflexión en los habitantes del lugar mediante la reducción de la

explotación descomunal de la arena, y en su lugar usar la escoria de

la ceniza de cal.

En el aspecto metodológico: el uso de este material mejorara la

temperatura ambiente en el interior de las viviendas debido a las

propiedades que nos ofrece este material.

En primera instancia se beneficiara a toda la población del centro poblado de

Sacrafamilia; a los fabricantes de cal, y a los habitantes del lugar minimizando

el costo para la obtención de este material. También beneficiara a las

localidades vecinas de Sacrafamilia y a los habitantes de la provincia de Cerro

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de Pasco, ya que pueden usar los conocimientos que la investigación aportara

a la sociedad.

1.5 LIMITACIONES

1.5.1 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.

1.5.2 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.

1.5.3 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

1.5.4 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.

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