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Universidad tecnológica de los andes CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Valoración De Propiedades Mecánicas Y De Durabilidad De Adoquines Adicionado Con Residuos De Llantas De Caucho. DOCENTE

: Dr.adm.Wilber, Jiménez Córdova

CURSO

: Metodología dela investigación

ESTUDIANTE: Zevallos Ustua Miguel Angel.

Abancay – Apurímac 2018

INTRODUCCION. “Desarrollar proyectos urbanos integrales para mejorar las condiciones de movilidad en términos de equidad, inclusión, seguridad y accesibilidad de los habitantes del Distrito de Abancay, mediante la construcción y conservación de sistemas de movilidad y espacio público sostenibles. El presente trabajo de los adoquines adicionando residuos de caucho (llantas recicladas) estudia el perfeccionamiento de los materiales de concreto para mejorar su condición de vida útil del adoquín en las vías de tránsito vehicular y tanto para la sociedad y generar una innovación nueva en la ingeniería. Así fue como empezó a añadir paja a los bloques de adobe, entre otras técnicas de construcción que se remontan desde tiempos memorables para su mejoramiento de resistencia. Añadiendo residuos de caucho reciclado al adoquín de concreto se crea un adoquín que mejora desde el punto de la perspectiva; además de ser ecológica por el uso del caucho en la elaboración de adoquín. En la actualidad, la innovación de nuevos productos en las ciudades es muy importante para la sociedad donde los adoquines serán usados principalmente en calles y avenidos principales de las ciudades pero más se usara en las calles principales de tránsito, ya que los adoquines a elaborarse serán del tipo III y serán resistentes al tránsito vehicular.

ÍNDICE

CAPITULO I..........................................................................................................................5 1.1 Planteamiento del problema. ............................................................................................. 7 1.2 planteamiento o formulación del problema ....................................................................... 8 1.2.1 problema general. ........................................................................................................ 8 1.2.2 problemas específicos. ................................................................................................. 8 1.3 Objetivo De La Investigación. ............................................................................................ 9 1.3.1 objetivos generales. .................................................................................................... 9 1.3.2 objetivos específicos. ................................................................................................... 9 1.4 justificación de la investigación......................................................................................... 10 1.4.1. Justificación práctica. ................................................................................................ 10 1.5 Alcances Y Limitaciones. .................................................................................................... 10 1.5.1. Alcances..................................................................................................................... 10 1.5.2. Limitaciones. ............................................................................................................. 11 CAPITULO II ....................................................................................................................... 11 MARCO TEORICO ............................................................................................................... 11 2.2 Bases Teóricas ................................................................................................................... 11 2.2.1. Antecedentes De La Investigación. ........................................................................... 11 2.2.2 Antecedentes Regionales ........................................................................................... 12 2.2.3 antecedentes nacionales. ........................................................................................... 12 2.2.4 Antecedentes Internacionales. .................................................................................. 13 2.3 MARCO COMCEPTUAL. ..................................................................................................... 14 2.3.1 ¿QUE SON LOS ADOQUINES DE CONCRETO?............................................................. 14 2.3.2Pavimento articulado .................................................................................................. 14 2.3.3. Esfuerzos transmitidos entre unidades de adoquín. ................................................ 18 2.3.4. Deformaciones. ......................................................................................................... 18 2.3.5. Módulo de elasticidad. .............................................................................................. 19 2.3.6. Materiales estructurales ........................................................................................... 21 2.3.7. Propiedades mecánicas del adoquín de concreto hidráulico. .................................. 24 |2.3.8 Las resistencias de los tipos de los adoquines según la norma NTP 339.611 ........ 27 2.2.8.1 ADOQUÍN TIPO I: ................................................................................................. 27 2.2.8.2 ADOQUÍN TIPO II: ................................................................................................ 27 2.2.8.3ADOQUÍN TIPO III: ................................................................................................ 28 2.3.9 Modelos De Adoquines De Concreto. ........................................................................ 28

2.3.9.1 Adoquines rectangulares. ................................................................................... 28 2.3.9.2 Adoquines bi-capa ............................................................................................... 28 2.3.9.3 Adoquines cuadrados. ......................................................................................... 29 2.3.9.4.Gramoquines . ........................................................ ¡Error! Marcador no definido. 2.3.9.5. Losetas táctiles. .................................................................................................. 30 2.3.9.6 Las ventajas de utilizar nuestros adoquines en pavimentos son las siguientes: 30 2.3.10. Fabricación De Los Adoquines. ............................................................................... 31 2.3.11 Construcción De Adoquines. .................................................................................... 31 2.3.11.1.- Preparación de la subrasante. ............................................................................ 31 2.3.11.2.- Preparación de la sub-base y/o base: ................................................................. 31 2.3.11.3.- Ejecución de los bordes de confinamiento: ........................................................ 32 2.3.11.4.- Extendido y nivelación de la capa de arena: ....................................................... 32 2.3.11.5.- Colocación de los adoquines:.............................................................................. 32 2.3.11.6.- Compactación y Vibrado: .................................................................................... 33 2.3.11.7.- Relleno de las juntas con arena: ......................................................................... 33 2.3.12. Uso De La Arena Y Para La Compactación............................................................... 33 2.3.13. Diseño De Mezcla Del Concreto Para El Adoquin Adicionado Con Caucho Reciclado ............................................................................................................................................. 34 2.3.14. Proceso De Fabricación ........................................................................................... 35 2.3.14.1.- Dosificación: ........................................................................................................ 35 2.3.14.2.- Mezclado manual: ............................................................................................... 35 2.3.14.3.- Moldeado Obtenida: ........................................................................................... 35 2.3.14.4.- Fraguado: ............................................................................................................ 36 El periodo de fraguado debe ser de 4 a 8 horas, pero se recomienda dejar los bloques de un día para otro. .................................................................................................................. 36 2.3.15 .Especificaciones ...................................................................................................... 36 2.3.15.- Proceso del diseño de la mezcla ............................................................................ 37 CAPITULO II ....................................................................................................................... 37 HIPOTESISI Y VARIABLES. .................................................................................................... 37 3.1 Formulación De Hipótesis. ................................................................................................ 37 3.1.1 Hipótesis General. ...................................................................................................... 37 2.2.14.5.- Curado: ............................................................................................................ 37 2.2.14.6.- Secado Y Almacenamiento: ............................................................................ 37

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.

El “Catálogo de Fallas” consiste en una clasificación sistemática de los distintos daños y fallas que se producen y manifiestan en los pavimentos y los asfaltos durante el período de servicio de los mismos.

Durante muchos años, mientras un porcentaje de los neumáticos (llantas) de vehículos ha sido procesado y utilizado, otro tanto ha sido acumulado en lugares especiales o simplemente botados en zonas públicas, lo que ha venido causando un problema grave en el medio ambiente y en la salud pública, ya que los neumáticos de vehículo tardan un tiempo de 350 años en degradarse.

Esta investigación sobre los adoquines de concreto adicionando caucho molido consiste en una nueva forma de elaboración de un adoquín de concreto que se va a elaborar específicamente para el transito urbano en la ciudad de Abancay ya que los daños que tiene los pavimentos y asfaltos que tiene la ciudad de Abancay dañan la vida de los vehículos que transitan y también dan mal aspecto a los turistas que pasan por la ciudad.

La investigación sobre los adoquines a base de caucho reciclado nos a traer unos beneficios para la sociedad y el medio ambiente por las siguientes razones. 

En la contaminación del medio ambiente ya que el nuevo adoquín va a reducir en un 20% las excesivas llantas desechadas.



En la economía ya que los nuevos adoquines va a requerir de unos mantenimientos económicos de bajo presupuesto y fácil instalación de los adoquines.



Los adoquines con caucho reciclado tendrán una vida útil por más de 25 años con una resistencia adecuada para resistir a un transporte público.

Casos en lo que vamos a investigar sobre los adoquines de concreto a base de caucho reciclado son. 

Sobre la resistencia que tendrá los adoquines a base de caucho reciclado para una buena vida y resistencia sobre qué capacidad de peso pueda soportar los adoquines en diferentes usos que va a tener en diferentes obras de ingeniería.



Saber en qué va a ayudar el caucho al adoquín para que sea más resistente a la compresión del tránsito vehicular en la ciudad de Abancay.



Saber sobre el repentinos cambios del clima que está ocurriendo en la ciudad de Abancay.

CAPITULO I

1.1 Planteamiento del problema. El tratamiento, reutilización y reciclaje de residuos sólidos se ha convertido en una oportunidad para lograr que diferentes materiales sean reincorporados a procesos productivos, alargando de esta manera la vida útil y disminuyendo los impactos ambientales negativos generados por los diferentes productos y materiales.

Uno de los residuos del sector automotriz que mayor impacta el medio ambiente son las llantas, ya que ocasionan serios problemas de contaminación de las aguas, los suelos, el aire cuando se queman a cielo abierto y adicional son sitios potenciales de reproducción del moscos transmisores de la enfermedades como el dengue, la fiebre amarilla y la encefalitis equina.

En ese sentido tomando en cuenta los problemas principales que tiene la ciudad de Abancay en sus calles principales, que son pavimentos y asfaltos en mal estado como son los agrietamientos.

En la actualidad el desgaste de los pavimentos en la ciudad de Abancay se deben a distintas causas ocasionado por la naturaleza como puede ser:  Cambios climáticos (lluvias).  Mal cause de las aguas servidas en la ciudad de Abancay.  Mala construcción de los drenajes en la ciudad de Abancay.

Las causas comunes de estos problemas se producen por los movimientos de asentamiento del terreno o por efectos externos de las condiciones ambientales de la misma zona.

Debido al tráfico vehicular y el peatón generan un caos en el transito e incomodidad en el pasajero por llegar a la hora a su centro de trabajo; además esta situación problemática genera un malestar en la ciudadanía por el demora de llegar a su destino.

Los adoquines de concreto Se puede colocarse fácilmente y las resistencias a la abrasión, flexibilidad y durabilidad hacen que sea un material resistente a cualquier situación.

Las pavimentaciones de adoquines sean capaces de resistir todo tipo de carga o fuerza sometidos sobre él.

1.2 planteamiento o formulación del problema 1.2.1 problema general. ¿Está presente investigación busca solucionar los problemas que tiene los diferentes tipos de pavimentos, asfaltos en las vías principales de tránsito, con la ayuda de los cauchos reciclados aplicado en los adoquines de concreto?

1.2.2 problemas específicos. ¿Encontrar una solución sobre los problemas que tiene la ciudad de Abancay con sus calles principales como es la AV.VENEZUELA?

¿Encontrar una relación entre el caucho reciclado (llanta) y los agregados como son agregados (gruesos, fino, cemento)?

¿Encontrar que porcentaje de caucho (llantas) se puede reducir en los adoquines de concreto?

1.3 Objetivo De La Investigación. 1.3.1 objetivos generales.  Estudiar la utilización de los cauchos reciclados (llantas) desechados por el parque automotor en la elaboración de adoquines de concreto para las vías principales de la ciudad de Abancay como alternativa de reducir el impacto ambiental producido por los cauchos (llantas) en la ciudad de Abancay.

1.3.2 objetivos específicos.

 Conocer los diferentes tipos de fallas que tendrá los adoquines de concreto adicionado con caucho reciclado (deterioro, resistencia, durabilidad) en vías de tránsito, y darle solución.

 Dar una vida útil mucho mayor comparado con otros tipos de pavimentos y dar la facilidad en la instalación y la reinstalación de los adoquines de concreto adicionado con caucho molido.

 Conocer como ayudara el caucho (llanta) al adoquín de concreto en la resistencia a la compresión de los vehículos pesados que transitaran por las vías principales de la ciudad de Abancay.

1.4 Justificación De La Investigación.

1.4.1. Justificación práctica.

Las llantas son un material de gran potencial para el reciclaje y el Aprovechamiento, están compuestas por elementos como el caucho, el hierro y la Fibra textil, los cuales son susceptibles a ser transformados y reincorporados a Nuevos procesos productivos por medio del reciclaje.

De acuerdo con nuestra investigación de los adoquines de concreto adicionado con caucho reciclado (llantas) podremos resolver un problema en el medio ambiente como también traerá beneficios en la economía ya que los vehículos que transitan por las vías de asfalto en mal estado de la ciudad sufren averiadas y daños.

Esta investigación ayudara a resolver los problemas que se encuentran en las vías de asfalto de la ciudad de Abancay.

Tendrá una facilidad de instalación y de reparación en las obras que se vayan a utilizar en distintas obras del país, ya que también reducirá la contaminación que provoca el caucho reciclado en el medio ambiente.

1.5 Alcances Y Limitaciones.

1.5.1. Alcances. 

El presente trabajo de investigación de los adoquines de concreto adicionando caucho (llanta reciclada) exploraremos la resistencia que

tendrá los adoquines de concreto frente a los diferentes problemas que tienen las vías principales de la ciudad de Abancay. 

La presente investigación abarca más a los sectores de transportes y altos diferentes daños provocados por la acción de la naturaleza y por la acción que soporta los diferentes tipos de carga que esta sobre

las vías de

pavimentos y asfaltos

1.5.2. Limitaciones.



La falta de libros sobre el tema de investigación en la biblioteca de la universidad tecnología de los andes.



La escasa preparación

en nuestros estudios

respecto a nuestras

aplicaciones tecnológicas para la elaboración de nuestros adoquines de concreto.

CAPITULO II

MARCO TEORICO

2.2 Bases Teóricas

2.2.1. Antecedentes De La Investigación.

Aunque no se tienen los datos exactos, se sabe que la utilización de estos bloques data de aproximadamente 20 siglos.

Esto se debió a la necesidad sentida por el hombre de tener vías durables y seguras donde no haya dificulta para desplazarse en cualquier época del año.

Así, mientras iban evolucionando las carretas de tracción animal, también se iba perfeccionando las superficies que estas recorrían, de tal manera que estos bloques iban encajando unos con otros. Adoquín proviene de la palabra árabe "ad-dukkan" que significa piedra cuadrada o escuadra.

2.2.2 Antecedentes Regionales. No se pudo encontrar antecedentes regionales.

2.2.3 antecedentes nacionales.

Según Gamaliel Velarde Romero, experto en proyectos ecológicos, el 70% de la contaminación en el Perú lo genera la construcción tradicional de viviendas. Por ello el gran interés en reducir la cantidad de contaminación generada por esta actividad, a través de la reutilización de los desechos generados para construir "casas ecológicas", las cuales se caracterizan por disminuir el uso de ladrillos convencionales, concreto y, sobre todo, asbesto o combustibles, pues son altamente contaminantes.

Bloques de cemento San Jerónimo - Cuzco: Esta empresa productora de ladrillos y bloques de concreto se compromete por reducir su impacto en el medio ambiente y, busca evaluar, cuantificar y

comparar, nuevos procesos de elaboración de adoquines adicionando caucho.

2.2.4 Antecedentes Internacionales. Ecotelhado: Empresa colombiana dedicada a la ejecución e interventoría en proyectos de ingeniería. Posee más de 35 años de experiencia en el mercado y está comprometida con el desarrollo sostenible, por lo que busca mitigar el impacto ambiental, reducir los niveles de CO2 y promover el diseño sostenible. Estos "adoquines" ayudan en la prevención de inundaciones, reducción del efecto "isla de calor"24, recarga de acuíferos subterráneos, aumenta e filtrado y tratamiento del agua de lluvia por medio de la retención de las partículas en suspensión, como el fósforo, nitrógeno e hidrocarburos. Estos bloques están formados por una rejilla alveolar de plástico reciclado. Poseen unas dimensiones de 49 centímetros de largo, 39 de ancho y 2,5 de espesor. Son de color negro y pesan alrededor de 40 gramos. Se les puede dar un acabado con gravilla, grama, neumático reciclado u otros materiales.

Tubos Colmenar: Empresa española ubicada en Madrid dedicada a la fabricación de tubos y pozos de hormigón en masa, armados y con fibra. La mayor variedad de sus productos van orientados a canalizaciones. Además, dispone de una línea de pavimentos ecológicos que eliminan las sustancias tóxicas del ambiente. Sus adoquines ecológicos están prefabricados de hormigón, su elaboración cumple con las normas europeas EN 1338:2004 y el complemento español 127338:2007. Son de doble capa, macizos con un núcleo de hormigón, y mortero de cemento en su capa vista.

La congestión del tránsito urbano: causas y consecuencias económicas y sociales, (Chile) Lam Thomson & Alberto Bull. Recursos naturales e infraestructura

2.3 MARCO COMCEPTUAL. 2.3.1 ¿Que Son Los Adoquines De Concreto?

Los adoquines de concreto son elementos prefabricados macizos, elaborados con una mezcla de arena, piedra, agua y cemento a través de un proceso industrial de vibro-compresión en moldes. Las formas y colores de estos productos pueden ser muy diferentes; se utilizan como capa de rodadura en todo tipo de pavimentos (desde patios y veredas hasta pistas de aterrizaje en aeropuertos). Los adoquines de concreto por su aspecto estético y fácil mantenimiento son una alternativa cada vez más usada en pavimentos peatonales y vehiculares. Todas las características del Adoquín están de acuerdo a la norma técnica peruana 399.611 “Adoquines de concreto para pavimentos”. Sus dimensiones suelen ser de 20 cm de largo por 15 cm de ancho .lo cual permite su fácil manipulación en la colocación con una mano y no se necesita una mano de obra especializada.

2.3.2Pavimento articulado

El pavimento articulado se comporta de forma similar al pavimento en concreto asfáltico en lo que se refiere a distribución de tensiones y al desarrollo de deformaciones. El modo de falla más común es la acumulación de deformaciones permanentes, provocadas por la repetición de cargas que sobrepasan la capacidad elástica de las capas del pavimento.

La capacidad estructural de la superficie de rodadura se da por la transmisión de esfuerzos entre los adoquines (trabazón), por efecto de la transmisión de

esfuerzos verticales entre adoquines las

presiones aplicadas sobre la

superficie de pavimento puede llegar a reducirse a nivel del cimento, haciendo evidente la capacidad estructural de la capa de adoquines.

ILUSTRACIÓN 1.Trabazón vertical y rotacional, y una sección típica de un pavimento articulado.

Fuente: John Knapton y H. Murat Algin, Research Into The Structural Performance Of Interlocking Block Pavements, Colombia, 1998, p. 5.

(Knapton & Algin, 1998) explicaron la mecánica estructural de la trabazón:

Al examinar, en detalle, la manera en la cual la huella de la carga sobre la superficie de desgaste, es transmitida como un esfuerzo vertical al material de la capa subyacente

(usualmente se refiere a la capa de arena). EI esfuerzo vertical en la capa de arena fue determinado al considerar el equilibrio vertical y rotacional de las presiones aplicadas en las caras superior e inferior de los adoquines. Se asumió que el adoquín es estructuralmente rígido con relación a la capa de arena, por cual se asumió entonces un régimen de esfuerzo plano en la interface adoquín/arena. Esta suposición es justificada por los valores del módulo de Young que normalmente se Ie aplica al concreto (30000 N/mm²) y para la arena bajo compresión (300 N/mm²). Si se permitiera que se desarrollara tracción entre el adoquín y la capa de arena, la solución podría ser relativamente fácil. No se puede desarrollar tracción en arena no cementada por lo cual se asume que el esfuerzo a compresión se desarrolla en algunas partes de la interface y en el resto el esfuerzo es cero. AI asegurar el equilibrio vertical y rotacional, se pueden desarrollar tres ecuaciones (una de equilibrio vertical y dos de equilibrio rotacional, una en cada dirección ortogonal) las cuales pueden ser resueltas para obtener los valores de los esfuerzos verticales en la capa de arena en cada esquina de la cara inferior del adoquín en el caso de que no se tenga trabazón. EI esfuerzo en algún punto a lo largo del borde del adoquín puede ser entonces determinado calculando la función de la distribución vertical de esfuerzo superficial. EI esfuerzo a la compresión se desarrolla inicialmente solo debajo de una esquina y el bloque de esfuerzos toma la forma de un tetraedro. EI esfuerzo de compresión se extiende a lo largo de una distancia "t" en la dirección del lado largo de 200 mm y a lo largo de una distancia “l” en la dirección de lado corto de 100 mm. A medida que la huella cubre progresivamente la superficie, el esfuerzo avanza progresivamente de esquina a esquina hasta que, eventualmente, se observan esfuerzos de compresión debajo de todas las esquinas.

Ilustración 2. Régimenes del esfuerzo a la compresión debajo de un adoquín cuando la huella de carga cubre parcialmente su superficie.

(Fuente: John Knapton y H. Murat Algin, Research Into The Structural Performance Of Interlocking Block Pavements, Colombia, 1998, p. 6.)

Según Knapton y Algin la trabazón de los adoquines hace que las cargas superficiales impuestas a las pequeñas áreas de los adoquines sean ampliadas a áreas más extensas de la capa de cimiento, manteniendo las presiones en el terreno de fundación dentro de los límites admisibles. Cuando los adoquines están con una adecuada trabazón hacen que la capa de rodadura tenga una mayor rigidez, de esta forma los adoquines dejan de funcionar de manera

individual para comportarse como una capa estructural, esto es lo que hace que los pavimentos articulados adquieran una condición de equilibrio que no es afectada significativamente por el volumen de transito ni la magnitud de las cargas. 2.3.3. Esfuerzos transmitidos entre unidades de adoquín. Transmisión de esfuerzo vertical: Mediante la transferencia de cargas a las unidades de adoquines contiguos, por cortante, a través del área de sello de las juntas entre adoquines. Transmisión de esfuerzo rotacional: Las cargas verticales asimétricas tienden a hacer rotar los adoquines, como la fuerza de las llantas de los vehículos. Esto se puede evitar con unidades que cuenten con un espesor suficiente, adicionalmente con una buena restricción del movimiento lateral en el conjunto de adoquines con los bordes de confinamiento. Transmisión de esfuerzo horizontal: Las fuerzas horizontales de frenado, giro y aceleración pueden producir leves desplazamientos horizontales, esto se puede mitigar instalando el conjunto de adoquines con un patrón de colocación en espina de pescado. 2.3.4. Deformaciones. Según (Higuera Sandoval, 2006): Si se considera un elemento de la estructura del pavimento, se tiene que actúan los siguientes esfuerzos: teóricamente, para un punto dado del sistema estructural existen nueve esfuerzos; de estos, tres son las componentes normales (σx, σy, σz), actuantes perpendicularmente en cada una de las caras de un elemento, y seis son los esfuerzos cortantes (ζxy, ζyx, ζxz, ζzx, ζzy, ζyz), actuantes paralelamente en cada una de las caras del elemento. En condiciones de equilibrio, los esfuerzos cortantes son iguales. Los esfuerzos se calculan por medio de expresiones de cálculo, por medio de ábacos y con ayuda de herramientas computacionales. (Fuente: Eldonnd Yoder y Matthew Witczak, Principles of pavement design. New York, 1975, p. 25.)

2.3.5. Módulo de elasticidad. De acuerdo al (Instituto del Concreto, 2009) este parámetro caracteriza el comportamiento de un material elástico según la dirección en que se aplica una fuerza, si el esfuerzo es una tensión o una compresión, es denominado módulo de Young y es una constante independiente del esfuerzo teniendo el mismo valor para una tracción que para una compresión, siempre que no exceda el valor máximo llamado limite elástico. En el caso del concreto que no es un material elástico, es una masa endurecida heterogénea, presenta una alta resistencia a los esfuerzos de compresión y muy poca a los de tracción, es por esto que la resistencia a la compresión es la característica principal del concreto. La tracción tiene que ver con el agrietamiento, a causa de la contracción inducida por el fraguado o por los cambios de la temperatura, ya que estos factores generan esfuerzos internos. Según (Garnica Anguas, Pérez García, & Gómez López, 2001):

El módulo de elasticidad que se utiliza en los sistemas multicapa es el módulo de resiliencia, el cual se obtiene de una prueba triaxial en carga repetida. Las deformaciones resilientes o elásticas son de recuperación instantánea y suelen denominarse plásticas a aquellas que permanecen en el pavimento después de cesar la causa deformadora. Bajo carga móvil la deformación permanente se va acumulando; en ciclos intermedios la deformación permanente para cada ciclo disminuye, hasta que prácticamente desaparece en los ciclos finales. Ilustración 3. Deformación acumulada con el número de aplicaciones del esfuerzo desviador

(Fuente: Paul Garnica Anguas, Natalia Pérez García, José Antonio Gómez López, Módulos de resiliencia en suelos finos y materiales granulares. México, 2001, p. 9.)

La muestra llega así a un estado tal en que toda la deformación es recuperable, en ese momento se tiene un comportamiento resiliente. De aquí se desprende el concepto de módulo de resiliencia.

Durante pruebas de carga repetida se observa que después de un cierto número de ciclos de carga, el módulo llega a ser aproximadamente constante y la respuesta del suelo puede asumirse como elástica. Al módulo que permanece constante se le llama módulo de resiliencia el cual está definido como el esfuerzo desviador repetido aplicado en compresión triaxial entre la deformación axial recuperable La deformación elástica repetida preocupa sobre todo en materiales con resistencia a la tensión -carpetas asfálticas o capas estabilizadas- colocados en la parte superior de la estructura, en los que se puede llegar a generar una falla de agrietamiento por fatiga si el número de repeticiones es importante y los materiales son susceptibles a este efecto.

2.3.6. Materiales estructurales

De acuerdo a (Castro, 2007): El GRC (grano de caucho reciclado) proviene de la trituración de las llantas en desuso, el principal componente de las llantas es el caucho, casi la mitad de su peso.

Los elastómeros o cauchos son materiales poliméricos cuyas dimensiones pueden variar según sea el tipo de esfuerzo al que son sometidos, volviendo a su forma cuando el esfuerzo se retira.

El caucho natural se extrae a partir del árbol Hevea Brasiliensis que es un látex con partículas de caucho en suspensión. Después de un proceso de secado y de ahumado se utilizan diferentes productos. Hoy en día alcanza el 30 % del mercado de los cauchos, el resto lo ocupan los cauchos sintéticos. Los tipos de caucho más empleados en la fabricación de llantas son Cauchos naturales (NR), Polibutadienos (BR), Estireno – Butadieno (SBR) y Polisoprenos sintéticos (IR).

La matriz de caucho más utilizada es el copolímero estireno-butadieno (SBR), en el que la proporción es de aproximadamente un 25 % en peso de estireno, o una mezcla de caucho natural y SBR.

Todos los tipos de cauchos poseen diferentes propiedades, pero también con algo en común: todos, una vez vulcanizados, pueden ser muy duraderos, por lo que necesitarían una gran cantidad de tiempo para su degradación.}

La combinación se realiza de modo que los cauchos naturales proporcionen elasticidad y los sintéticos, estabilidad térmica. Esta combinación de efectos favorece la durabilidad y la capacidad de adaptarse a las nuevas exigencias del tránsito.

La combinación se realiza de modo que los cauchos naturales proporcionen elasticidad y los sintéticos, estabilidad térmica. Esta combinación de efectos

favorece la durabilidad y la capacidad de adaptarse a las nuevas exigencias del tránsito. Ilustración 4. Esfuerzo – deformación del caucho natural y vulcanizado.

(Fuente: Guillermo Castro. Universidad de Buenos Aires - Departamento de Ingeniería mecánica, Reutilización, Reciclado y Disposición Final de Neumáticos. Argentina, 2007, p. 10.)

En el proceso de vulcanización el caucho pasa de ser un material termoplástico a ser uno elastomérico Las posibilidades de deformación son muy diferentes, como se muestra en la Ilustración 4.

La adición de cargas hace abaratar el valor de la llanta, dándole cuerpo y rigidez, se utilizan negro de humo y arcillas modificadas.

Además de caucho, las llantas están compuestas por:

 Rellenos reforzantes: el negro de humo, formado de partículas muy pequeñas de carbono, que aumenta la tenacidad y la resistencia a la tracción, a la torsión y al desgaste.

 Fibras reforzantes: textiles y de acero, usualmente en forma de hilos, que aportan resistencia a los neumáticos: algodón, nylon y poliéster. La cantidad de acero y fibras sintéticas reforzantes en los neumáticos varía según el fabricante.

 Plastificantes: se adicionan para facilitar la preparación y elaboración de las mezclas, utilizándose para el control de la viscosidad. Reducen la fricción interna durante el procesado y mejoran la flexibilidad a bajas temperaturas del producto: aceites minerales (aromáticos, nafténicos y parafínicos) y de tipo éster.

 Plastificantes: se adicionan para facilitar la preparación y elaboración de las mezclas, utilizándose para el control de la viscosidad. Reducen la fricción interna durante el procesado y mejoran la flexibilidad a bajas temperaturas del producto: aceites minerales (aromáticos, nafténicos y parafínicos) y de tipo éster

 Agentes vulcanizantes: el azufre se usa para entrecruzar las cadenas de polímero en el caucho

 Acelerantes: compuestos órgano - sulfurados, benzotiazol y derivados, óxido de zinc y ácido esteárico.

 Retardantes: N-nitroso difenil amina.

En forma general las llantas están compuestas por los siguientes componentes.

Fuente: Guillermo Castro. Universidad de Buenos Aires - Departamento de Ingeniería mecánica, Reutilización, Reciclado y Disposición Final de Neumáticos. Argentina, 2007, p. 11.

2.3.7. Propiedades mecánicas del adoquín de concreto hidráulico.

Resistencia al flexo-tracción. Según (Calle & Henao, 2016):

La propiedad más importante de los adoquines es la resistencia al flexotracción, esta característica mide el esfuerzo en la fibra externa que se desarrolla al someter un adoquín a la flexión.

Los diseñadores de pavimentos utilizan una teoría basada en la resistencia a la flexión, por lo tanto, los adoquines que son la capa de rodadura, deben cumplir con esta propiedad. Cuando los adoquines de concreto hidráulico son sometido a flexo-tracción se generan un efecto llamado momento flector que tiene mucha importancia para el estudio de resistencia de estos elementos. Suponiendo que se somete una pieza a flexión, la deformación será de la forma que aparece en la siguiente ilustración.

Ilustración 5. Deformación de los elementos sometidos a flexión pura

Fuente: Calle, G., & Henado, E. (16 de 04 de 2016). DETERMINACIÓN DE LAS

PROPIEDADES

MECÁNICAS.

http://www.utp.edu.co/~gcalle/FLEXION.pdf

Pereira.

Obtenido

de

Con el fin de confirmar las teorías que existen acerca de los elementos sometidos a flexión, se realizan pruebas debido a la amplia difusión de este esquema de carga en las condiciones reales de servicio, los especímenes que se ensayan son más simples, sin embargo el caso de solicitación es más complejo.

1) La carga se aplica como fuerza concentrada en el medio de la distancia entre los puntos de apoyo.

Ilustración 6. Cargas del punto medio.

Fuente. CivilGeeks. (2016). Retrieved from http://civilgeeks.com/2011/03/18/resistencia-a-laflexion-del-concreto/

2) La carga se aplica en dos puntos que se encuentran a una misma distancia de los puntos de apoyo.

Ilustración 7. Cargas en los puntos tercios

Fuente. CivilGeeks. (2016). Retrieved from http://civilgeeks.com/2011/03/18/resistencia-a-laflexion-del-concreto

|2.3.8 Las resistencias de los tipos de los adoquines según la norma NTP 339.611

2.2.8.1 ADOQUÍN TIPO I: 

PEATONAL:



ESPESOR: 40mm



RESISTENCIA: 320kg/cm2

2.2.8.2 ADOQUÍN TIPO II:  VEHICULAR LIVIANA:  ESPESOR: 60y 80 mm

 RESISTENCIA: 420kg/cm

2.2.8.3ADOQUÍN TIPO III:  VEHICULAR PESADO  ESPESOR: 80y 100mm  RESISTENCIA: 561kg/cm2

(Carlos ferres gimenes V 1470-2003.)

2.3.9 Modelos De Adoquines De Concreto.

Actualmente contamos con los siguientes modelos de adoquines: 2.3.9.1 Adoquines rectangulares. Nuestros adoquines rectangulares son los que se utilizan con mayor frecuencia en las obras del norte de Perú. Fabricamos

los

siguientes

tipos

de

adoquines

rectangulares, disponibles en colores natural, amarillo, negro, rojo y naranja:

Tipo 4: Para tránsito peatonal (20x10x4cm) Tipo 6: Para tránsito vehicular ligero (20x10x6cm) Tipo 8: Para tránsito vehicular pesado (20x10x8cm)

2.3.9.2 Adoquines bi-capa Nuestros adoquines bi-capa son los primeros de su tipo en el Perú. Estos adoquines tienen la misma funcionalidad y características físicas que los adoquines rectangulares tradicionales y se venden en las mismas medidas. La diferencia radica en que la coloración artificial del adoquín se aplica únicamente a su superficie, que es la parte que se ve una vez colocado, y, por lo tanto, reduce el costo del adoquín y el precio al consumidor, sin alterar su apariencia una vez instalado

2.3.9.3 Adoquines cuadrados. Los usos y aplicaciones de estos adoquines son iguales a los rectangulares. Contamos con los mismos tipos y colores que los adoquines rectangulares; la diferencia radica solo en la forma, brindando opciones de diseño para las obras. Contamos con adoquines cuadrados en las siguientes medidas: 10x10x4cm; 10x10x6cm, 10x10x8cm, 20x20x6cm, 20x20x8cm

2.3.9.4. Gramoquines. Se utilizan básicamente en jardinería, normalmente en zonas de estacionamiento o parqueo. La forma de los mismos permite el crecimiento de césped por los orificios que tienen para mejorar la estética de los espacios a adoquinar. Soporta tránsito peatonal y vehicular liviano. Este producto lo producimos actualmente en la siguiente medida: 30x15x8cm

2.3.9.5. Losetas táctiles.

Se utilizan en zonas de tránsito peatonal como veredas y plazas, y se caracterizan por tener formas que sobresalen en la superficie para orientar el tránsito de las personas invidentes. Comercializamos en la siguiente medida: 40x40x6cm.

2.3.9.6 Las ventajas de utilizar nuestros adoquines en pavimentos son las siguientes:

 Facilidad de instalación: no se necesita mano de obra especializada  Generador de mano de obra: genera empleos para la comunidad  Económicos: no se pierde material al hacer arreglos en obras (se recoloca).  Durables: alcanzan altas resistencias  Estéticos: por sus diversos colores y formas posibilitan trabajos artísticos.  Seguros: al tener superficie áspera, incrementa la tracción de los vehículos.

2.3.10. Fabricación De Los Adoquines. Estos adoquines de hormigón son productos pre moldeados elaborados en plantas industriales con las técnicas más avanzadas y un estricto control tecnológico en su fabricación, tanto en lo que se refiere a la dosificación de los materiales como al proceso de curado, generalmente a vapor, lo que permite obtener un producto de óptima calidad. Los adoquines pueden ser fabricados, además, agregando pigmentos al hormigón obteniendo elementos de distintos colores, alternativa a la que se recurre en el caso de veredas, sendas peatonales, plazas, accesos vehiculares y otros. (Revista ARQHYS. 2012, 12).

2.3.11 Construcción De Adoquines.

La construcción de estos pavimentos se realiza en las siguientes etapas: 2.3.11.1.- Preparación de la subrasante. 2.3.11.2.- Preparación de la sub-base y/o base:

La preparación se realiza de la misma forma que para otros tipos de pavimentos. La sub-base y/o base tienen por objeto absorver las presiones que reciben de las capas superficiales y transmitirlas uniformemente al terreno de fundación.

2.3.11.3.- Ejecución de los bordes de confinamiento:

Los pavimentos de adoquines precisan un elemento (cordón cuneta, cordón, etc.) que los confine lateralmente con el fin de evitar desplazamientos de los adoquines, aberturas excesivas de las juntas o pérdidas de trabazón entre ellos.

2.3.11.4.- Extendido y nivelación de la capa de arena:

El objetivo básico de esta capa es servir de base para la colocación de los adoquines y proveer material para el llenado de las juntas. Debe extenderse y nivelarse de forma cuidadosa, con el fin de conseguir una capa de espesor uniforme, puesto que el pavimento solamente se compacta una vez que los adoquines se colocaron. Para ello se puede utilizar una regla de nivelación con guías longitudinales. No debe pisarse la arena ya nivelada, por lo que la colocación de los adoquines se realiza desde el pavimento ya terminado.

2.3.11.5.- Colocación de los adoquines:

Los adoquines deben colocarse en seco sin ningún tipo de cementante entre las juntas y aproximadamente entre 1 y 1,5 cm. sobre la cota del proyecto pues la compactación posterior llevará el pavimento al nivel deseado. La superficie del pavimento debe nivelarse correctamente.

2.3.11.6.- Compactación y Vibrado:

Una vez colocados los adoquines es necesario compactar el pavimento, bien con una placa vibradora o con un rodillo vibrador.

2.3.11.7.- Relleno de las juntas con arena:

Esta operación es muy importante para garantizar un correcto comportamiento del pavimento. Se realiza extendiendo sobre el pavimento arena fina, que debe estar

seca

en

el

momento

de

su

colocación.

(Revista ARQHYS).

2.3.12. Uso De La Arena Y Para La Compactación La degradación de la arena debajo de los adoquines se puede acelerar por la presencia de humedad, especialmente si es de mineral blando, como la dolomita. Esta degradación genera material fino que entra en suspensión y puede migrar o ser bombeado, originando amueblamiento del pavimento. Por esto, el efecto combinado de las cargas y de la humedad, justifica el uso de arenas lo más duras posibles, las cuales se pueden identificar por medio de tres ensayos de degradación: El de "Lilley y Dowson" (molino), el "Micro-Deval" (molino) y el "Deval" (cilindros rotando inclinados). En su ponencia "Especificación y comportamiento de los materiales para la capa de arena", Anthony Beaty del Canadá, mostró que cualquiera de los tres ensayos funciona de manera adecuada para evaluar el potencial de degradación de las arenas, con miras a la durabilidad del pavimento.

(David Smith, Director del CPI, de Agosto de 1996.)

2.3.13. Diseño De Mezcla Del Concreto Para El Adoquin Adicionado Con Caucho Reciclado

Se puede decir que las propiedades del concreto se estudian principalmente con el propósito de diseñar mezclas. Y es desde ese punto de vista que estudiaremos las diversas propiedades principales del concreto del adoquín.

Las propiedades que se requieren en el adoquín de concreto fluorescente Para el diseño de la estructura, y las propiedades.

ESPECIFICACIONES: según



NTP 399.611

(norma técnica peruana )



ASTM C 33

(Sociedad Estadounidense para

.

ensayos de Materiales)

 Resistencia "mínima" a la compresión necesaria por consideraciones estructurales.  Relación máxima de agua/cemento/ceniza, un contenido mínimo de aire incluido para proporcionar la durabilidad adecuada.  Contenido máximo de cemento para evitar agrietamiento.

2.3.14. Proceso De Fabricación 2.3.14.1.- Dosificación:

Dosificación es el término que se utiliza para definir las proporciones de agregados, agua cemento que conforma la mezcla para la elaboración de la unidad

2.3.14.2.- Mezclado manual:

Definido el proporciona miento de la mezcla, se acarrea los materiales al área de mezclado.

En primer lugar se dispondrá de arena, luego, encima el agregado grueso; seguidamente se agregará el cemento más un 20% de caucho reciclado de llantas, realizando el mezclado en seco empleando lampa o pala.

2.3.14.3.- Moldeado Obtenida:

La mezcla se procede a vaciarla dentro del molde metálico colocado sobre la mesa vibradora; el método de llenado se debe realizar en capas y con la ayuda de una varilla se puede acomodar la mezcla.

2.3.14.4.- Fraguado:

Una vez fabricados los bloques, éstos deben permanecer en un lugar que les garantice protección del sol y de los vientos, con la finalidad de que puedan fraguar sin secarse.

El periodo de fraguado debe ser de 4 a 8 horas, pero se recomienda dejar los bloques de un día para otro. 2.3.15 .Especificaciones. Este tema es extenso; por lo que se le considerara solo en la medida en que el tipo de especificación afecta al diseño de la mezcla.

Las especificaciones más usuales en el diseño son los siguientes:



Resistencia "mínima" a la compresión necesaria por consideraciones estructurales.



Relación máxima de agua/cemento y de contenido máximo de cemento y, en ciertas condiciones de exposición, un contenido mínimo de aire incluido para proporcionar la durabilidad adecuada.



Contenido máximo de cemento para evitar agrietamiento debido a ciclos De temperatura en concreto masivo.



Contenido máximo de cemento para evitar agrietamiento por contracción en condiciones de exposición de muy poca humedad.



Densidad mínima para presas de gravedad y estructuras similares. Estos Requisitos mencionados deben, entonces, satisfacerse en los cálculos de diseño de mezcla y forman, de hecho, la base para la selección y dosificación de los componentes de la mezcla.

2.3.15.- Proceso del diseño de la mezcla Los factores básicos que deben considerarse al determinar las proporciones de la mezcla se representan esquemáticamente en la figura. También se incluye la secuencia de decisiones hasta llegar a la cantidad de cada componente por lote.

CAPITULO II HIPOTESISI Y VARIABLES. 3.1 Formulación De Hipótesis. 3.1.1 Hipótesis General. ¿Con la sustitución de caucho triturado producto de reciclaje de llantas por una porción de agregado fino para la producción de adoquines de concreto hidráulico, es posible conservar las características físicas y mecánicas de estos especímenes?

2.2.14.5.- Curado:

El curado de los bloques consiste en mantener los bloques húmedos para permitir que continúe la reacción química del cemento, con el fin de obtener una buena calidad y resistencia especificada.

Para curar los bloques se riega periódicamente con agua durante siete días.

2.2.14.6.- Secado Y Almacenamiento:

La zona destinada para el almacenamiento de los bloques debe ser suficiente para mantener la producción de aproximadamente dos semanas y permitir que después del curado los bloques se sequen lentamente.

BIBLIOGRAFIA.



ADOQUIN "International Conferencie “, Barrantes Villanueva y Jorge Alejandro UNITRU2550, 1/1/2016 http://dspace.unitru.edu.pe/handle/UNITRU/2550

 Generates 60 Papers on Concrete Pavers", publicado por David Smith, Director del CPI, en el Interlocking Concrete Pavement Magazine, de Agosto de 1996.

 Tecnología de concreto, A.M. Neville/J.J. Broock , tritrios .ISBN9789682404610,AÑO 2 010

 Tecnología de materiales, Carlos ferres gimenes, V 1470-2003 ISBN: 84-9705363-X, Editorial de la UPV.

 REVISTA ISCYC N° 3 pavimentos de concreto, instituto salvadoreño del cemento y el concreto , N° 3 fax 222-9742 ,página 6-10

 Revista ARQHYS. 2012, 12. Los adoquines. Equipo de colaboradores y profesionales de la revista ARQHYS.com. Obtenido 08, 2017.

 FACULTAD DXE ING. CIVIL DE UNI 1876. html LUNES, 10 DE SEPTIEMBRE DE 2007 http://huizaortizmarcos.blogspot.pe/2007/09/materiales-de-acabadoslos-adoquines.

 http://www.cementospacasmayo.com.pe/productos-y-

servicios/prefabricados/adoquines/