Singular value decomposition analysis

Teniendo en cuenta las recomendaciones para realizar diseños de mezclas del reglamento sismo resistente NSR-10, el diseño de la mezcla original de concreto fue de 21MPa se llevó a 30MPa para poder obtener una resistencia de 21 MPa aproximadamente a los 28 días, según esto se puede decir que los especímenes de mayor porcentaje de remplazo 13% y 15%, con relación a la mezcla patrón o cero (0), mejoraron su resistencia a la compresión y a la tracción, en un 13.5% y 8.26% respectivamente al porcentaje anteriormente mencionado para la prueba de resistencia a la compresión y en un 11.55%

y 1%, respectivamente al porcentaje anteriormente mencionado para la prueba de resistencia a la tracción.

Se aprecia que entre los siete (7) a catorce (14) días de curado, el material alcanza más del cincuenta (50%) por ciento de su resistencia mecánica final para la cual fue diseñado, lo cual se encuentra acorde con la ficha técnica de Argos para concreto, lo cual permitirá que en un corto periodo de tiempo y según sea el avance de las obras el material pueda soportar cargas.

Gráficamente se evidencia que el comportamiento mecánico a la compresión a los veintiocho (28) días, muestra una tendencia ascendente desde el 1% al 8% de remplazo en PET, llegando a las resistencias más altas en los ensayos, alrededor de 42MPa, de ese punto la resistencia decrece en los porcentajes de remplazo de 9% al 15%, pero aun así manteniéndose por encima del rango de diseño de la mezcla, esta disminución en la resistencia se debe a que se aumenta el porcentaje de remplazo por PET en el agregado fino medio.

El comportamiento mecánico a la tracción a los veintiocho (28) días, muestra una tendencia uniforme, evidenciando que el concreto mejora su resistencia a tracción con respecto a la muestra patrón en un 11% aproximadamente en promedio.

La absorción y permeabilidad del material se encuentran en el rango de tres punto uno (3.1%) y dos (2%) por ciento respectivamente, lo que corresponde a valores normales para el concreto según la ficha técnica de Argos.

En general el PET adicionado en el tamiz número 16 en remplazo del agregado fino medio, mejora la resistencia a

la compresión y a tracción indirecta del material con respecto a la muestra cero o patrón, lo que llevara a que los elementos diseñados con estos materiales puedan soportar cargas más altas para las cuales fueron diseñadas y en caso de un evento sísmico su punto de falla se retrasara más debido a la resistencia del material.

Con la resistencia mecánica promedio del material de 35 MPa, se recomienda el uso de este concreto con un remplazo hasta del 15% sin ningún problema en cualquier tipo de sistema estructural, sin que la adición del PET afecte la resistencia mecánica final del material, teniendo en cuenta que los agregados óptimos para llegar a resistencias altas en mezclas de concreto deben de ser de tamaños pequeños es decir con un TMN de ¾”, con el fin de que la pasta que se genera con la mezcla de cemento, arena y agua recubra de forma uniforme en agregado grueso (grava), sin dejar espacio poroso y aire en la mezcla, haciendo que esta sea compacta y con alta resistencia.

Para el análisis económico se obtuvo un ahorro en costos del agregado fino-medio (#16) remplazado en una franja máxima del 15% de $3.240 pesos, lo que representa un ahorro anual en costos de producción de concreto de $27.540.000.000 pesos.

De los impactos ambientales mitigados, se puede hablar de que a esta mezcla de concreto con un remplazo máximo del 15% en PET en el tamiz #16, se podrían estar adicionando anualmente alrededor de ciento treinta y cuatro mil (134.000) toneladas de PET reciclado a este tipo de mezclas.

11.0 Conclusiones

Según el análisis estadístico para cada una de las mezclas, se encontró que ambas (mortero y concreto a los veintiocho días a compresión) cuentan con una desviación típica promedio, presentando un grado de dispersión de los datos muestreados con respecto a su media aritmética de aproximadamente un ±3.8 (desviación estándar), mostrando un comportamiento uniforme con respecto a su media aritmética que en general todos los datos se alejan con respecto a esta ± 3.8MPa, lo que indica que el proceso de control de variables tales como calidad de materiales, dosificación de materiales para las mezclas (Mortero y Concreto) y ensayos de laboratorio se realizó de forma rigurosa para que todos los especímenes llegaran a las resistencias requeridas.

De acuerdo a los resultados obtenidos de las pruebas mecánicas de los materiales utilizado en el desarrollo de este proyecto, se concluye que el porcentaje de remplazo óptimo, es decir que asegura un comportamiento mecánico óptimo para los usos recomendados anteriormente de los materiales, pero que de igual forma genera el mayor reúso de PET sin verse afectada las resistencia de diseño (mortero y concreto) y aportando de igual forma mejorías en el comportamiento a compresión y tracción es el del 15%.

De igual forma si solo se evalúa el desempeño mecánico de los materiales se concluye que los porcentajes óptimos de remplazo, es decir que mostraron las mayores resistencias a compresión a

los veintiocho (28) días, se puede hablar para el mortero de 6% de remplazo máximo y en el concreto del 8% de remplazo máximo; de igual forma la tracción indirecta mejora para ambos materiales.

Teniendo en cuenta las características halladas de los materiales se concluye que, sí es posible la inclusión de este PET reciclado en las estructuras de concreto y en la fabricación de ladrillos como elementos no estructurales, otorgándole un nuevo uso al PET minimizando la acumulación de este, generando materiales sustentables y amigables con el medio ambiente, debido a que se obtuvieron buenas resistencias con agregados pétreos pequeños (gravas) con el fin de que la mezcla fuera mucho más compacta.

Según los análisis económicos y ambientales expuestos anteriormente para cada material, con la inclusión de PET reciclado en las mezclas de mortero y concreto, y sus respectivos ahorros dentro de la industria de producción de mortero y concreto se estaría contribuyendo a disminución de impactos ambientales negativos asociados al producto, con un método ambientalmente sostenible, donde según un informe publicado por el periódico El Tiempo, la producción de este tipo de plástico PET está llegando a 1.5 millones de toneladas anules, solo para la industria de agua embotellada, a 2016, generando una inclusión en estructuras que deben cumplir una vida útil de servicio de aproximadamente cincuenta (50) años.

12.0 Recomendaciones

Como continuación del estudio planteado en el presente documento se recomienda, para investigaciones futuras evaluar el comportamiento mecánico del mortero y el concreto con porcentajes de remplazo más altos, lo cuales podrían mostrar hasta que porcentaje máximo los materiales pierden sus resistencias de diseño, con esto incentivando a un mayor reúso del PET reciclado en las construcciones para mitigar impactos ambientales.

De igual forma se podría llevar el estudio de morteros a una escala real, contrayendo los bloques de ladrillo y estudiando su comportamiento en la simulación de un murete, fallado en un marco para muros, con este estudio se podría saber con más certeza el comportamiento de una mezcla de mortero, todo esto regido bajo el reglamento NSR-10 Titulo D en el numeral D.3.7.2-Elaboracion y ensayo de los muretes.

13.0 Bibliografía

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