Concreto hidráulico con sustitución de agregados finos por productos plásticos de desecho para modificar sus propiedades mecánicas

Abstract

This research work aims to expose the efficiency, strength and viability of a hydraulic concrete, which has a partial replacement of fine aggregate by crushed plastic waste taken as waste from the open-air landfills of the industries of the region of Zacapu, Michoacán, Mexico. The plastic was collected and characterized by granulometry and density, in the same way the quality parameters are obtained in the stone aggregates and in the cement, following the procedures of the Mexican regulations (NMX) Subsequently a design of conventional hydraulic concrete mixtures is made based on the American Concrete Institute criterion (ACI-318) The cylindrical specimens of 10 x 20 cm and binoculars of 15 x 15 x 60 cm were elaborated to evaluate at the different ages of 7, 14, 28, 45 and 60 days, and compare between mixtures: PET control (TP), substitution 5% of the mass of the sand (FP-5%) and replacement 10% of the mass of the sand (FP-10%). Tests were carried out on fresh concrete: Revenge and unit mass. In the hardened concrete, the following were evaluated by destructive tests: Simple compression, diametrical compression tension, bending and static modulus of elasticity; and nondestructive: Ultrasonic pulse rate, electrical resistivity, resonance frequency and dynamic elasticity modulus. The mixtures with plastic substitutions behaved adequately with respect to the control mixture, with the FP-5% mixture being the most similar. This mixture obtained a simple compressive strength greater than 250 kg/cm2 at 60 days of age, reaching 100% of the expected project resistance, while the FP-10% mixture obtained 90% resistance compared to the project.

Este trabajo de investigación tiene como finalidad exponer la eficiencia, resistencia y viabilidad de un concreto hidráulico, el cual tiene una sustitución parcial de agregado fino por desechos plásticos triturados tomados como desperdicios de los vertederos a cielo abierto de las industrias de la región de Zacapu, Michoacán, México. Se recolectó el plástico y se caracterizó por granulometría y densidad, de igual manera se obtienen los parámetros de calidad en los agregados pétreos y en el cemento, siguiendo los procedimientos de las normativas mexicanas (NMX) Posteriormente se realiza un diseño de mezclas de concreto hidráulico convencional con base en el criterio American Concrete Institute (ACI-318) Se elaboraron los especímenes cilíndricos de 10 x 20 cm y prismáticos de 15 x 15 x 60 cm, para evaluar a las diferentes edades de 7, 14, 28, 45 y 60 días, y comparar entre mezclas: Testigo PET (TP), sustitución 5% de la masa de la arena (FP-5%) y sustitución 10% de la masa de la arena (FP-10%). Se realizaron pruebas al concreto fresco: Revenimiento y masa unitaria. En el concreto endurecido se evaluaron mediante pruebas destructivas: Compresión simple, tensión por compresión diametral, flexión y módulo de elasticidad estático; y no destructivas: Velocidad de pulso ultrasónico, resistividad eléctrica, frecuencia de resonancia y módulo de elasticidad dinámico. Las mezclas con sustituciones plásticas se comportaron de manera adecuada respecto a la mezcla testigo, siendo la mezcla FP-5% la más semejante. Esta mezcla obtuvo una resistencia a la compresión simple mayor a los 250 kg/cm2 a los 60 días de edad, alcanzando el 100% de la resistencia de proyecto esperada, mientras que la mezcla FP- 10% obtuvo un 90% de resistencia respecto a la de proyecto.