Evaluación probabilística y económica de dos diseños de mezclas de hormigón ligero en la resistencia mecánica de mampuestos alivianados con fibras de PET triturado

• Bernal Jiménez, Kevin Rafael ^[1] ; Calvache Cruz, Wladimir A. ^[1] ; Santamaría Carrera, Jorge L. ^[1]
  1. [1] Universidad Central del Ecuador

     Universidad Central del Ecuador

     Quito, Ecuador

     
• Localización: ACI Avances en Ciencias e Ingenierías, ISSN-e 2528-7788, ISSN 1390-5384, Vol. 16, Nº. 1, 2024
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Probabilistic and economic evaluation of two designs of lightweight concrete mixes on the mechanical strength of masonry units relieved with shredded PET fibers
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• Resumen
  • español

    El presente artículo tiene como objetivo evaluar dos metodologías de dosificación para elaborar bloques de alivianamiento con material reciclado de envases PET triturados cumpliendo con la normativa vigente NTE INEN 3066. La evaluación se realizó por medio de análisis estadísticos y financieros en donde se identificó el diseño de mezcla más óptimo referente a sus propiedades mecánicas, como costos de fabricación respectivamente. La metodología consistió en dosificar al peso, reemplazando el material fino (cascajo) en un 50 % por el material plástico. Los dos diseños de mezclas utilizados fueron la ACI 211.2 (denominada mezcla 1) y una modificación de esta norma americana adaptada a las propiedades específicas de los materiales disponibles en Ecuador (denominada mezcla 2). La resistencia se evaluó al someter una tanda de 20 mampuestos a compresión simple con la ayuda de la máquina universal; además, de los resultados obtenidos de cada tanda, se determinó el control de calidad a partir de un análisis estadístico de distribución de campana de Gauss. El costo unitario se analizó empíricamente a partir del rendimiento existente durante cada una de las fases de fabricación del bloque. Con los resultados obtenidos se observó una correlación entre la resistencia a compresión simple junto al rendimiento y el costo de producción unitario del bloque; determinando la mezcla 2 como la más óptima al alcanzar una resistencia promedio de 3,60 MPa con un menor rendimiento de 0,014 y un menor costo por bloque de 0,57 centavos. Esto demuestra que la segunda metodología resulta la mejor opción para elaborar bloques tipo C cumpliendo con los criterios de la norma ecuatoriana NTE INEN 3066, pero considerando un costo de producción superior al bloque artesanal. Finalmente, los resultados obtenidos no solo son valiosos para la optimización del proceso de fabricación de bloques, sino que sugieren nuevas soluciones sostenibles en la construcción y destacan la importancia de los estándares normativos y la viabilidad económica.

  • English

    The objective of this article is to evaluate two dosing methodologies to manufacture hollow blocks with shredded PET recycled material in compliance with the current NTE INEN 3066 standard. The evaluation was carried out by means of statistical and financial analysis to identify the most optimal mix design in terms of mechanical properties and manufacturing costs, respectively. The methodology consists of proportioning by weight, replacing 50 % of the fine material (gravel) with plastic material. The two mix designs used were ACI 211.2 (called mix 1) and a modification of this American standard adapted to the specific properties of the materials available in Ecuador (called mix 2). The strength was evaluated by subjecting a batch of 20 masonry blocks to simple compression with the aid of the universal machine; in addition, from the results obtained for each batch, the quality control was determined based on a statistical analysis of Gaussian bell distribution. The unit cost was analyzed empirically based on the existing yield during each of the block manufacturing phases. With the results obtained, a correlation was observed between the resistance to simple compression together with the yield and the unit production cost of the block; determining mix 2 as the most optimal by reaching an average resistance of 3.60 MPa with a lower yield of 0.014 and a lower cost per block of 0.57 cents. This shows that the second methodology is the best option to produce type C blocks complying with the criteria of the Ecuadorian standard NTE INEN 3066 but considering a higher production cost than the handmade block. Finally, the results obtained are not only valuable for the optimization of the block manufacturing process, but also suggest new sustainable solutions in construction, highlighting the importance of regulatory standards and economic viability.