Propiedades físicas y mecánicas de concretos modificados con microesferas de vidrio y polímeros granulados de residuos de llantas
El uso de residuos de llantas y microesferas en la elaboración de concretos es una alternativa para mitigar el impacto ambiental que genera la explotación de la materia prima utilizada en la elaboración convencional de concretos. En este trabajo se explora el uso combinado de estos materiales como r...
- Autores:
-
Valencia Villegas, Juan Pablo
González Mesa, Ana María
Arbeláez Pérez, Oscar Felipe
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad Cooperativa de Colombia
- Repositorio:
- Repositorio UCC
- Idioma:
- OAI Identifier:
- oai:repository.ucc.edu.co:20.500.12494/11407
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12494/11407
- Palabra clave:
- Residuos de llantas
Concretos modificados
Microesferas de vidrio
Resistencia a compresión
TG 2019 ICI 11407
Waste tire rubber
Modified concrete
Hollow glass microspheres
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El uso de residuos de llantas y microesferas en la elaboración de concretos es una alternativa para mitigar el impacto ambiental que genera la explotación de la materia prima utilizada en la elaboración convencional de concretos. En este trabajo se explora el uso combinado de estos materiales como reemplazo de los agregados finos en la elaboración de concretos modificados. Se diseñaron y prepararon mezclas de concreto tradicional y con modificaciones del 15% en masa de los agregados finos con relaciones 1:1, 1:3 y 3:1 residuos de llantas: microesferas de vidrio. A partir de las mezclas preparadas se elaboraron especímenes cilíndricos de 15 cm de diámetro y 30 cm de longitud. La evaluación de las propiedades mecánicas y físicas de los especímenes cilíndricos muestra que los materiales con mayor contenido de residuos de llantas presentan una disminución en la densidad, mientras que los de mayor contenido de microesferas presentan mayor resistencia a la compresión, de hecho, esta es similar al concreto tradicional, siendo la mezcla con el reemplazo de solo microesferas de vidrio y la mezcla combinada en relación 1:3, las de mejores propiedades mecánicas, de hecho esta mezcla presentan resistencias de 22.4 y 19.1 MPa, respectivamente. Los resultados encontrados muestran que la combinación de microesferas y residuos de llantas presentan un efecto sinérgico con potencial uso en la industria de la construcción como reemplazo de los materiales tradicionales en la elaboración de concretos, en particular, se espera que el uso de estos materiales se convierta en una alternativa para la utilización de estos residuos, los cuales no cuentan actualmente con un plan de disposición. |
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Se diseñaron y prepararon mezclas de concreto tradicional y con modificaciones del 15% en masa de los agregados finos con relaciones 1:1, 1:3 y 3:1 residuos de llantas: microesferas de vidrio. A partir de las mezclas preparadas se elaboraron especímenes cilíndricos de 15 cm de diámetro y 30 cm de longitud. La evaluación de las propiedades mecánicas y físicas de los especímenes cilíndricos muestra que los materiales con mayor contenido de residuos de llantas presentan una disminución en la densidad, mientras que los de mayor contenido de microesferas presentan mayor resistencia a la compresión, de hecho, esta es similar al concreto tradicional, siendo la mezcla con el reemplazo de solo microesferas de vidrio y la mezcla combinada en relación 1:3, las de mejores propiedades mecánicas, de hecho esta mezcla presentan resistencias de 22.4 y 19.1 MPa, respectivamente. Los resultados encontrados muestran que la combinación de microesferas y residuos de llantas presentan un efecto sinérgico con potencial uso en la industria de la construcción como reemplazo de los materiales tradicionales en la elaboración de concretos, en particular, se espera que el uso de estos materiales se convierta en una alternativa para la utilización de estos residuos, los cuales no cuentan actualmente con un plan de disposición.he use of recycled tires and hollow glass microspheres (HGM) to produce concrete is an alternative to mitigate the environmental impact generated by the mining of raw materials used in the manufacture of conventional concretes. During this investigation a combination of recycled tires and HGM were used to replace fine aggregate to produce modified concrete. Traditional concrete mix designs and modified concrete mixes with 15% by mass of fine aggregate were replaced in a 1:1, 1:3 and 3:1 ratio of recycled tires: HGM were made. With the prepared concrete mixes cylindrical specimens of 15 cm in diameter and 30 cm in length were made. The mechanical and physical properties of the cylindrical specimens showed that the materials with the highest content of tire residues decreased in density, while those with higher HGM content have a higher compressive strength; in fact, this is similar to the traditional concrete. As a result, the concrete mix design with HGM and the mix design in 1:3 ratios showed greater mechanical properties then the other mixtures with compressive strengths of 22.4 and 19.1 MPa respectively. The results demonstrate that the combinations of HGM and tire residues have a synergistic effect with a potential use in the construction industry as a replacement of traditional materials in the manufacture of concrete. In particular, it is expected that the use of these materials in the production of concrete, will become an alternative for the use of these wastes, which do not currently have a disposal plan.juan.valenciav@campusucc.edu.co9 p.Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Ingeniería Civil, Medellín y EnvigadoIngeniería CivilMedellínResiduos de llantasConcretos modificadosMicroesferas de vidrioResistencia a compresiónTG 2019 ICI 11407Waste tire rubberModified concreteHollow glass microspheresCompressive strengthPropiedades físicas y mecánicas de concretos modificados con microesferas de vidrio y polímeros granulados de residuos de llantasTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionAtribucióninfo:eu-repo/semantics/closedAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_14cbG. ROBINSON, “10 tendencias de los mercados mundiales de la construcción al año 2030,” in II Congreso Internacional de la Constrcción, 2017, pp. 14–17.S. W. Yoo, G. S. Ryu, and J. F. Choo, “Evaluation of the effects of high-volume fly ash on the flexural behavior of reinforced concrete beams,” Constr. Build. Mater., vol. 93, pp. 1132–1144, 2015.A. M. Hameed and M. T. Hamza, “Recycling the construction and demolition waste to produce polymer concrete,” in Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1003, no. 1, pp. 1–7.K. Afshinnia and P. R. Rangaraju, “Impact of combined use of ground glass powder and crushed glass aggregate on selected properties of Portland cement concrete,” Constr. Build. Mater., vol. 117, pp. 263– 272, 2016A. Meza and S. Siddique, “Effect of aspect ratio and dosage on the flexural response of FRC with recycled fiber,” Constr. Build. Mater., vol. 213, pp. 286–291, 2019.K. Rashid, A. Yazdanbakhsh, and M. Ul, “Sustainable selection of the concrete incorporating recycled tire aggregate to be used as medium to low strength material,” J. Clean. Prod., vol. 224, pp. 396– 410, 2019.B. S. Thomas, R. C. Gupta, and V. J. Panicker, “Recycling of waste tire rubber as aggregate in concrete : durability-related performance,” J. Clean. Prod., vol. 112, pp. 504–513, 2016.H. Su, J. Yang, T. Ling, G. S. Ghataora, and S. Dirar, “Properties of concrete prepared with waste tyre rubber particles of uniform and varying sizes,” J. Clean. Prod., vol. 91, pp. 288–296, 2015K. Strukar, T. Kalman, I. Miličević, and R. Bušić, “Potential use of rubber as aggregate in structural reinforced concrete element – A review,” Eng. Struct., vol. 188, no. August 2018, pp. 452–468, 2019A. R. Khaloo, M. Dehestani, and P. Rahmatabadi, “Mechanical properties of concrete containing a high volume of tire – rubber particles,” Waste Manag., vol. 28, no. 12, pp. 2472–2482, 2008L. Lijuan, R. Shenghua, and Z. Lan, “Mechanical properties and constitutive equations of concrete containing a low volume of tire rubber particles,” Constr. Build. Mater., vol. 70, pp. 291–308, 2014.K. Bisht and P. V Ramana, “Evaluation of mechanical and durability properties of crumb rubber concrete,” Constr. Build. Mater., vol. 155, pp. 811–817, 2017.M. Bravo and J. De Brito, “Concrete made with used tyre aggregate : durability-related performance,” J. Clean. Prod., vol. 25, pp. 42–50, 2012.X. Jian-he, G. Yong-chang, L. Li-sha, and X. Zhi-hong, “Compressive and flexural behaviours of a new steel-fibre-reinforced recycled aggregate concrete with crumb rubber,” Constr. Build. Mater., vol. 79, pp. 263–272, 2015.A. Ospina, “Valoración De Propiedades Mecánicas y de durabilidad de concreto adicionado con residuos de llantas de caucho,” Escuela Colombia de Ingeniería Julio Garavito, 2014.C. Bing and L. Ning, “Experimental Research on Properties of Fresh and Hardened Rubberized Concrete,” J. Mater. Civ. Eng., vol. 26, no. 8, pp. 1–8, 2013.S. Shahidan, E. Aminuddin, K. M. Noor, and N. I. Raihan, “Potential of Hollow Glass Microsphere as Cement Replacement for Lightweight Foam Concrete on Thermal Insulation Performance,” in International Symposium on Civil and Environmental Engineering 2016 (ISCEE 2016), 2017, vol. 103, pp. 1–9.A. L. Brooks, H. Zhou, and D. Hanna, “Comparative study of the mechanical and thermal properties of lightweight cementitious composites,” Constr. Build. Mater., vol. 159, pp. 316–328, 2018A. Hanif, Z. Lu, Y. Cheng, S. Diao, and Z. Li, “Effects of Different Lightweight Functional Fillers for Use in Cementitious Composites,” Int. J. Concr. Struct. Mater., vol. 11, no. 1, pp. 99–113, 2017.Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, NTC 92 Determinación de la masa unitaria y los vacíos entre partículas y agregados. 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