Trabajo Final Materiales.docx

CENIZAS DEL MESOCARPIO DEL COCO COMO ADITIVO PARA LA REALIZACION DE CONCRETO

LAURA ALVAREZ TAUTIVA LAURA VERGARA TORRES LAURA SANCHEZ MORENO NELSON HERMOSA NUÑEZ JUAN DAVID SOLANO

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD INGENIERIA CIVIL PROGRAMA INGENIERIA CIVIL MATERIALES PARA LA INGENIERIA IBAGUE-TOLIMA 2018

INTRODUCCIÓN La ingeniería ha ido evolucionando con el paso de los años, desde materiales hasta los diferentes procesos constructivos y aplicación de nuevas tecnologías. Estos cambios en los que ha estado inmersa la ingeniería se ha debido a la necesidad de facilitar hasta cierto grado el trabajo y mejorar la calidad de vida. El concreto es considerado el material más importante que el hombre ha descubierto en el campo de la construcción y este ofrece mayor seguridad y durabilidad. Los materiales que componen el concreto juegan un papel muy importante en la construcción de obras civiles, de estos dependen las propiedades mecánicas y físicas que puedan alcanzar los elementos de una estructura, por tanto se quiere innovar en la elaboración del concreto utilizando la ceniza de cascara de coco, ya que la misma ha sido utilizado en otras áreas por su gran resistencia.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Para llevar a cabo este proyecto, tomaremos como producto principal la fibra del coco (mesocarpio) ya que a parte de ser un producto orgánico, está compuesto por fibras duras y tejido medular, constituido principalmente por lignina, celulosa y hemicelulosa que le confieren buena capacidad de absorción y retención de agua. Este material tiene diferentes usos en la industria de ornamenta, construcción, así como potenciales aplicaciones en el tratamiento de efluentes, como medio absorbente en la eliminación de metales pesados y en la elaboración de medios hidropónicos. Así mismo posee 35.9% de celulosa, 18.56% de hemicelulosa, 19.38% de lignina ácida residual, presentando una alta capacidad de absorción de agua de 7.16 g de agua/g muestra seca, capacidad de retención de agua de 3.86 mL agua/ g muestra seca, capacidad de absorción de aceite de 4.99 g aceite/g muestra seca y capacidad de captación de iones de 0.97meq H+ , donde dichos resultados pueden ser utilizados como base para investigaciones futuras sobre este material. Ya que no se ha experimentado con este elemento, lo que se busca es quemar la fibra del coco hasta hacerla cenizas y verter poco a poco en nuestro concreto y así por medio de pruebas y estudios en el laboratorio, poder probar que tan fiable es mezclar estos materiales y poder tener como resultado un concreto resistente y de buena calidad.

JUSTIFICACION La presente investigación se enfocara en estudiar la utilización de hormigón en la carencia de agregados con características adecuadas, creando la necesidad de la búsqueda de nuevos materiales con adecuadas propiedades para el uso de hormigones.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL  Realizar un estudio que demuestre la influencia de la ceniza de la cascara de coco en la resistencia mecánica del concreto, al ser utilizada como un sustituto parcial del cemento.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Proponer un diseño de mezcla de concreto hidráulico, con distintos porcentajes de sustitución de cemento por cenizas de coco.  Determinar por medio de resultados de pruebas de compresión de cilindros de concreto hidráulico si las propuestas de mezclas con distinta dosificación de ceniza pueden tener uso estructural o arquitectónico.  Definir cómo son afectadas las propiedades del concreto como su trabajabilidad, temperatura y resistencia a la compresión; con la sustitución parcial de cemento por ceniza en la propuesta de diseño de mezcla del hormigón.

MARCO TEORICO



CONCRETO: Es una mezcla de piedras, arena, agua y cemento que al

solidificarse constituye uno de los materiales de construcción más resistente para hacer bases y paredes. 

CONCRETO LIVIANO: En lo general los hormigones livianos son diferentes a los hormigones tradicionales ya sea por su masa especifica que tiene un rango practico de densidades de concreto ligero de 1.440 a 1.840/m^3 según el American concrete Institute (ACI-318-S08), que define como concreto liviano al concreto con agregados livianos cuya densidad equilibrio oscila entre 1.440 y 1.840/m^3 tal como lo afirma la norma ASTM C567 y su amplia capacidad de aislación térmica. Siendo estas unas de sus muchas características debido a la utilización de agregados livianos, que originan variaciones importantes en las propiedades de los hormigones, tanto en su retracción, fluencia, trabajabilidad, módulo de formación y resistencia mecánica.



AGREGADO: Se utiliza: arena, grava, piedra triturada o escoria de altos hornos de hierro que se usa con un cementante para elaborar hormigón mortero de cemento hidráulico.



AGRAGADO FINO: La arena, agregado fino o árido fino se refiere a la parte del árido o material cerámico inerte que interviene en la composición del concreto u hormigón.



CONCRETO HIDRAULICO: Es una mezcla de agregados, naturales, procesados o artificiales, cemento y agua, a la que además se le puede agregar algunos aditivos; esta mezcla debe ser dosificada en masa o en volumen. Como su nombre lo dice, básicamente son pavimentos construidos en concreto, especialmente diseñados para soportar esfuerzos a flexión.



PRUEBA DE RESISTENCIA: se ejecutó la realización de pruebas estandarizadas, orientadas a determinar las propiedades de la ceniza del mesocarpio como un agregado al concreto.

ESTADO DEL ARTE El proyecto de investigación busca indagar acerca de la resistencia de un concreto con agregado orgánico y más resistente, en dónde trabajamos un grupo de 5 persona quienes realizamos la extracción de datos en base a unos estudios previos que se realizaron a unas muestras con cenizas de coco y hoja de pino en el centro de investigación para el desarrollo integral regional (I.P.N.) unidad Oaxaca, México (2009). Al mismo tiempo se busca información de artículos web, con el fin de revisar antecedentes y datos relevantes que permitan el acercamiento al proyecto de investigación, junto con la asesoría del docente. Se complementará con ejemplos que demuestren la importancia de encontrar nuevas alternativas para la preparación de concretos más resistentes y sobre todo que cumplan con la norma colombiana.

DESARROLLO METODOLÓGICO

Para la realización de la investigación se desarrollaron las siguientes actividades:

1. Sistematización de información secundaria para conocer el estado del arte de la temática a partir de la lectura de consulta y de referencia.

2. Definición y estructura del planteamiento de la investigación que se llevará acabo.

3. Para la obtención de la ceniza del mesocarpio de coco, se recolecto el mesocarpio y se incineró obteniendo la muestra necesaria.

4. Sé hizo un laboratorio en el cual se hicieron dos muestras de concreto cubicas. (Una de concreto y otra con el agregado de ceniza)

5. Sé realizó el proceso de fraguado de las muestras cúbicas.

6. A las 7 días se sacó un cubo de muestra de concreto y otro de concreto con agregado, para hacerles la prueba de resistencia respectiva. Con la máquina de compresión de concretos.

7. En intervalos de 14 a 28 días se realizaron las otras pruebas de resistencias con los cubos de concretos restantes.

8. Sé obtendrán los resultados finales con sus respectivas conclusiones.

METODOLOGIA GRAFICA 1. Quema del mesocarpio de coco

2. Tapizado de materiales (gravilla, arena y ceniza)

3. Mezcla

4. Cubos de concreto y de concreto con ceniza de coco

5. Toma de medidas y peso

6. Prueba de resistencia

RESULTADOS A partir de las muestras obtenidas en el laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados:   

Cenizas: Tamiz N°16 y retiene en el N°30 Arena: Pasa por el tamiz N°16 y retiene en el fondo de este. Peso de la arena: 3.42 kilogramos.

Se hizo con la dosificación 1,2,2. 

Pesos: Recipiente de medida: 0,06 kg. Recipiente con el cemento: 420,14 Cemento: 358,94 Arena con el recipiente: 643,3 Recipiente de medida: 61,20 Arena: 582,1 Grava con el recipiente: 605,7 Recipiente: 61,20 Grava: 544,5 Mezcla con el recipiente: 3159,1 Recipiente: 179,8 Mezcla: 2,9793



Para saber el porcentaje de ceniza que se le agregara al concreto se realizo una regla de 3. Cemento: 100% 100-5% = cantidad de agregado de ceniza.

358,94x0,05%= 17,947

ceniza

358,94-17,947=340.993

cemento

Especificaciones de las muestras:

Peso= 284,2 5,2 𝑐𝑚3

Peso=268,8 5,2𝑐𝑚3

TABLA DE DATOS DE RESULTADOS Días Concreto C. Ceniza de Coco 7 días Fallo 18,5kN Fallo 11,9KN 14 días Fallo 24,4 KN Fallo 12,3 KN 28 días Fallo 33,2 KN Fallo 16,5 KN

TABLAS DE DATOS GRAFICOS

RESISTENCIA (KN)

RESISTENCIA CONCRETO VS CENIZA DE COCO 5% 40 30 20

CEMENTO

10

CENIZA 5%

0 0

5

10

15

20

25

30

DIAS

RESISNTEICA (KN)

CEMETO 40 32 24 16 8 0

CEMETO 0

5

10

15

20

25

30

DIAS

RESISTENCIA (KN)

CENIZA 5% 24

16 8

CENIZA 5%

0 0

10

20 DIAS

30

CONCLUSIONES:

 La fabricación de concreto con agregados orgánicos debería implementarse pronto, ya que la disponibilidad de materiales pétreos es cada día mas escasa, sin dejar aun lado el tema ecológico.  Según la prueba de resistencia hecha en el laboratorio podemos ver que el concreto ligero sigue teniendo mayor resistencia que el concreto con el aditivo.  Los porcentajes escogidos del aditivo no cumplieron las expectativas de resistencias para poder disminuir las cantidades de cemento  El material elaborado no es idóneo para implementarlo como aditivo del cemento

REFERENCIAS 

https://www.ciidiroaxaca.ipn.mx/revista/sites/www.ciidiroaxaca.ipn.mx.revist a/files/pdf/vol7num2/NatyDes_Vol-7-2-Art3.pdf



https://www.abc.es/sociedad/20130809/abci-material-construccion-coco201308081819.html



http://www.fcb.uanl.mx/IDCyTA/files/volume1/2/3/49.pdf



https://www.argos.co/Media/Colombia/images/concreto+liviano-1.pdf



http://www.imcyc.com/ct2006/junio06/PROBLEMAS.pdf