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Mortero con incorporaci�n de fibra de coco y cer�mica para acabados interiores de edificaciones

 

Mortar with incorporation of coconut fiber and ceramic for interior finis-hes of buildings

 

Argamassa com incorpora��o de fibra de coco e cer�mica para acabamentos interiores de edif�cios

 

Angie Dayana Jouve-Loor ^I

ajouvel@ulvr.edu.ec

https://orcid.org/0000-003-3128-4782

 

Orlando Andr�s Andrade-Lastra ^II

oandradel@ulvr.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-7048-1204

 

Javier Nicol�s Areche-Garc�a ^II

jarecheg@ulvr.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002--0985-9482

 

Correspondencia: amu�ozc@ulvr.edu.ec

Ciencias t�cnicas y aplicadas

Art�culo de investigaci�n

 

*Recibido: 26 de febrero de 2021 *Aceptado: 20 de marzo de 2021 * Publicado: 08 de abril de 2021

            I.            Estudiante en Egreso de la Facultad de Ingenier�a Industria y Construcci�n en la Carrera de Ingenier�a Civil, En la Universidad Laica Vicente Rocafuerte, Guayaquil, Ecuador.

         II.            Estudiante en Egreso de la Facultad de Ingenier�a Industria y Construcci�n en la Carrera de Ingenier�a Civil, En la Universidad Laica Vicente Rocafuerte, Guayaquil, Ecuador.

      III.            Ingeniero Civil, Egresado de la Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda Coro Venezuela, Magister Sciarum en Gerencia Empresarial, PhD-Doctor en Ciencias para el Desarrollo Estrat�gico, Docente Investigador, Catedr�tico en la Universidad de Guayaquil y la Universidad Laica� Vicente Rocafuerte en Guayaquil. Ecuador. �

Resumen

El objetivo de la presente investigaci�n est� dirigido a evaluar una mezcla de mortero incorporando fibra de coco y cer�mica sanitaria triturada, en funci�n a las normativas nacionales vigentes para el an�lisis de muestras y materiales de construcci�n. Enfocados en una metodolog�a de investigaci�n de tipo experimental, fundamentados en el paradigma cuantitativo, las mezclas de mortero fueron evaluadas en combinaci�n con fibra de coco en proporciones de 1%, 2%, 3% y 4% y como agregado fino se utiliz� la cer�mica sanitaria triturada en dosis de 100%, 30% y 20%, realiz�ndose una comparaci�n de los resultados con los obtenidos en una mezcla de mortero de marca comercial, donde por medio de criterios de resistencia tanto a la tracci�n como a la compresi�n resultaron favorables en comparaci�n con el comercial en un 52% y 71%, respectivamente, bajo una relaci�n de dosificaci�n de 2% de fibra de coco y 30% de cer�mica sanitaria triturada; no consider�ndose evaluar para esta investigaci�n al mortero por criterios de durabilidad, concluyendo que es un mortero con adecuadas condiciones para implementaci�n en pegamento de tabiquer�as y revestimientos.

Palabras claves: Cer�mica; evaluaci�n; fibra de coco; mortero; resistencia.

 

Abstract

The objective of this research is aimed at evaluating a mortar mixture incorporating coconut fiber and crushed sanitary ceramics, based on current national regulations for the analysis of samples and construction materials. Focused on an experimental research methodology, based on the quantitative paradigm, the mortar mixtures were evaluated in combination with coconut fiber in proportions of 1%, 2%, 3% and 4% and ceramic was used as fine aggregate. crushed sanitary ware in doses of 100%, 30% and 20%, making a comparison of the results with those obtained in a mixture of commercial brand mortar, where by means of resistance criteria both to traction and to compression they were favorable in 52% and 71% compared to the commercial one, respectively, under a dosage ratio of 2% coconut fiber and 30% crushed sanitary ware; Not considering evaluating the mortar for durability criteria for this research, concluding that it is a mortar with adequate conditions for implementation in glue of partitions and coatings.

Keywords: Ceramic; evaluation; coconutfiber; mortar; resistance.

 

Resumo�����������������������������������������

O objetivo desta pesquisa � avaliar uma mistura de argamassas incorporando fibra de coco e cer�mica sanit�ria triturada, com base na legisla��o nacional vigente para an�lise de amostras e materiais de constru��o. Com foco em uma metodologia de pesquisa experimental, baseada no paradigma quantitativo, as misturas de argamassas foram avaliadas em combina��o com fibra de coco nas propor��es de 1%, 2%, 3% e 4% e a cer�mica foi utilizada como agregado fino. de 100%, 30% e 20%, comparando os resultados com os obtidos numa mistura de argamassa de marca comercial, onde pelos crit�rios de resist�ncia tanto � tra��o como � compress�o foram favor�veis em 52% e 71% em rela��o a o comercial, respectivamente, na propor��o de dosagem de 2% de fibra de coco e 30% de lou�as sanit�rias trituradas; Considerando n�o avaliar a argamassa para esta pesquisa pelos crit�rios de durabilidade, concluindo que se trata de uma argamassa com condi��es adequadas para aplica��o em cola de divis�rias e revestimentos.

Palavras-chave: Cer�mica; avalia��o; fibra de coco; argamassa; resist�ncia.

 

Introducci�n

Uno de los recursos de la naturaleza que se ha utilizado para el beneficio del ser humano a lo largo de la historia es el coco, el cual, est� constituido por una parte blanda interior y un l�quido, a los cuales se les realizan procesos industriales para la obtenci�n de grasas, aceites comestibles, confites y copra (Quintero y Gonz�lez, 2006). Dejando como residuo agroindustrial, el mesocarpio de coco que constituye el 23% en peso de la fruta, es decir un porcentaje considerable se desperdicia, lo que acarrea problemas ambientales, como su acumulaci�n cercana a los r�os y pantanos, su recogida en basureros y su desecho en las alcantarillas, lo que ocasiona la obstrucci�n de estas y contaminaci�n visual en su entorno (Baruque, 2000), y por estas razones en el aumento del desarrollo en todo el mundo se ha producido un incremento en la degradaci�n del medio ambiente de manera inconsciente, siendo el resultado la generaci�n de residuos s�lidos.

Quintero y Gonz�lez (2006), se�alan que, debido a que en la mayor�a de ocasiones estos residuos son depositados en botaderos de basura, provocando un aumento en la contaminaci�n ambiental, ya que en Ecuador constituyen un gran porcentaje de la problem�tica ambiental que como inferencia pueden ocasionar contaminaci�n en: agua, suelo, aire y afectar al ecosistema (Germ�n y Sol�s, 2019), por lo cual se ha vuelto incontrolable con el tiempo, da�ando as� la capa de ozono y aportando negativamente al calentamiento global; sin embargo, cuando se emplea el correcto uso y aprovechamiento a estos desperdicios los mismos pueden aportar a la conservaci�n de los recursos naturales y al desarrollo sostenible. En este sentido, se propone la evaluaci�n de mortero con incorporaci�n de fibra de coco y cer�mica.

La problem�tica se establece en la falta de explotaci�n de los desechos org�nicos, como lo es en este caso la c�scara de coco y el poco aprovechamiento de la cer�mica reciclada, ocasionado por la falta de conocimiento, ausencia de proyectos que impulse la recolecci�n y tratamiento de este insumo. Como ya es conocido los residuos cer�micos son inertes y por lo tanto, no son peligrosos, pero es necesario tener una gesti�n para ellos dado que el volumen de estos no para de crecer (Bola�os, 2015). Por otro lado, la gesti�n de estos residuos es una necesidad la cual se trata de darle una soluci�n �ptima y pr�ctica, tomando en cuenta las caracter�sticas qu�micas y f�sicas de la cascara de coco y cer�mica reciclada, a pesar de ello, pero no existe soluci�n clara de gesti�n a no ser por el com�n despojo de los mismos en botaderos autorizados por el municipio (Germ�n y Sol�s, 2019).

Por otro lado, se encuentra la generaci�n a gran escala de residuos s�lidos y bajo porcentaje de reciclaje, lo que contribuye a que la sociedad tome conciencia en el problema y las autoridades inicien pol�ticas enfocadas a un mejor aprovechamiento de estos recursos y su reutilizaci�n como materiales de construcci�n, generando de esta manera la disminuci�n en el porcentaje de contaminaci�n (Germ�n y Sol�s, 2019). Visto de esta manera, es importante crear oportunidades e innovaciones, con la idea de dise�ar morteros con el uso de la fibra de coco y cer�micos sanitarios reciclados. De esta manera, los morteros son materiales de uso cada vez m�s extendidos dentro de la construcci�n de edificaciones, as� como su composici�n depende del destino para el que se dise�en, siendo necesario garantizar que su empleo y propiedades respondan a los fines previstos manteniendo un control de calidad (Jouve y Andrade, 2019).

Ahora bien, para abordar concretamente la investigaci�n y su problem�tica, se formul� bajo la siguiente interrogante: �C�mo ser� la evaluaci�n de mortero con incorporaci�n de fibra de coco y cer�mica para acabados interiores de edificaciones?, cuyo objetivo general fue evaluar el mortero con incorporaci�n de fibra de coco y cer�mica para acabados interiores de edificaciones.

Al respecto, la investigaci�n se justifica, desde la �ptica te�rica, para ampliar fundamentos respecto al: mortero de fraguado r�pido, en la cer�mica reciclada y en la fibra de coco; desde el punto de vista metodol�gico, brinda opciones en la investigaci�n cuantitativa aplicada, as� como tambi�n, ofrece una orientaci�n cient�fica a profesionales de la ingenier�a y af�n, en la calidad y la evaluaci�n aplicada de un mortero con incorporaci�n de materiales alternativos en donde se establecen las condiciones para su dosificaci�n.

En los siguientes p�rrafos se presenta bajo un enfoque cuantitativo y una metodolog�a de investigaci�n de tipo experimental cient�fica, tomando en consideraci�n los fundamentos te�ricos sobre: el mortero, la fibra de coco y la cer�mica. Posteriormente se plantea con mas amplitud la metodolog�a abordada para el trabajo, los resultados con su discusi�n y finalmente las conclusiones y referencias de la investigaci�n.

 

Fundamentaci�n te�rica

En los pr�ximos p�rrafos se detalla la teor�a en la que se basa la investigaci�n, como lo es: la conceptualizaci�n y generalidades del mortero; la fibra de coco, definici�n y generalidades; y, la cer�mica, definici�n, propiedades, clasificaci�n.

 

Conceptualizaci�n y generalidades del mortero

En la carrera de ingenier�a civil y profesiones afines, en los materiales para construir, se ha dado un importante desarrollo en la tecnolog�a del concreto, bajo los niveles de resistencia y durabilidad. Por tanto, el mortero en su definici�n m�s general es toda mezcla de [cemento + arena + agua]. �l puede tener funci�n estructural, o no tenerla (Salamanca, 2001).

El mortero es un material muy utilizado en la construcci�n, se emplea para el revestimiento de suelos, protecci�n en taludes, paredes y techos de edificaciones. El mortero puede ser fabricado con cemento, cal o una mezcla de ambos. De igual forma, la arena utilizada puede ser de diferente granulometr�a y su naturaleza puede ser sil�cica, calc�rea o bien obtenida a partir de �ridos reciclados o de subproductos industriales. La cantidad de agua a�adida a la mezcla puede influir tambi�n en su comportamiento, especialmente en la porosidad del mortero (Gadea et al., 2011).

Dentro de las caracter�sticas o propiedades de los morteros se encuentra:

�         En estado fresco, es cuando la mezcla del dise�o realizado y su duraci�n var�a dependiendo del tiempo de fraguado que requiere esta mezcla, como su temperatura, humedad, etc. En esta etapa el mortero es pl�stico y trabajable, lo que permite su puesta en obra. Superada esta fase el mortero endurece hasta consolidarse. Por ello, es preciso diferenciar diversas propiedades y exigencias en funci�n del estado en que se encuentre el mortero (Chinch�n y Sanjuan, 2008).� La propiedad relativa de este mortero en este estado est� relacionada con lo requerido en la obra que influir�a en el rendimiento y calidad en su ejecuci�n.

�         En estado endurecido, son estipuladas por las prescripciones de proyecto y por el cumplimiento de las exigencias normativas y reglamentarias. Por consiguiente, estas propiedades competen fundamentalmente a la figura del arquitecto o ingeniero a cargo. Las propiedades del estado fresco son determinantes, pues influir�n en gran medida en las prestaciones finales que ofrecer� el mortero. Es necesario subrayar que las caracter�sticas de los morteros, tanto en estado fresco como endurecido, dependen l�gicamente de su aplicaci�n de destino, de acuerdo con su clasificaci�n reflejada (Chinch�n y Sanjuan, 2008).

 

Tabla 1: Caracter�sticas del mortero

Fuente: elaboraci�n propia (2021), fundamentado en (Chinch�n y Sanjuan, 2014).

 

La fibra de coco, definici�n y generalidades

El nombre que posee la fibra es Coir, que constituye el mesocarp grueso o c�scara de la fruta del coco, esta fibra se utiliza para la fabricaci�n de cuerdas, esteras y muchos otros productos. Cuando se procesa la c�scara, se eliminan las fibras largas de valor industrial que dejan una cantidad considerable de tejido medular y fibras de longitud corta a mediana. Estos materiales permanecen disponibles como un producto de desecho, para el cual no se han desarrollado usos industriales importantes, y normalmente se incineran o se descargan sin control (Mendoza, 2019).

El autor indica que la estructura interior de un coco, es lo que se encuentra entre la cascara y el revestimiento exterior del coco a eso se considera fibra, hay dos tipos de fibra, la fibra marr�n es la que proviene de cocos maduros y es fuerte pero menos flexible y la fibra blanda que proviene de cocos verdes que sus fibras son m�s flexibles, pero menos fuetes. La fibra m�s utilizada es la marr�n que se la procesa m�s despu�s de la cosecha.

Algunos de los beneficios del coco son: la buena transici�n de la jardiner�a del suelo, retiene la humedad al igual que proporciona un buen ambiente y es ambientalmente seguro. Por el contrario, entre las desventajas del coco est�n: es inerte, es posible que necesites una suplementaci�n adicional y la rehidrataci�n de necesidades.

Indica Mendoza (2019), que cuando se compra un producto como el coco, realmente se est� comprando tres tipos de coco: la fibra, la m�dula (o turba de coco), o los chips de coco. Juntos, proporcionan un medio de crecimiento poderoso. As� tambi�n, la fibra de coco se divide en dos grupos principales: la fibra de cerdas de coco, la fibra retorcida de m�quina.

1.      la fibra de cerdas de coco: es larga y muy fuerte que se utiliza para la fabricaci�n de cepillos y escobas en la industria manufacturera.

2.      la fibra retorcida a m�quina: es otro tipo de fibra de coco que se usa com�nmente en la fabricaci�n de asientos de la industria automotriz.

La fibra de coco est� disponible separando la piel y la c�scara. Son duros, una variedad muy gruesa y r�gida de una fruta natural. Sus ventajas son: la agro-renovaci�n, la biodegradabilidad y una buena combinaci�n de fuerza, longitud, extensibilidad, recuperaci�n de humedad y alta durabilidad o resistencia a la luz solar, agua salina, microbios, etc. Los atributos desfavorables de la fibra de coco son: su naturaleza gruesa, longitud variable y finura, de car�cter algo r�gido y duro.

Hay dos tipos de fibras de coco, la fibra marr�n extra�da de cocos maduros y las fibras blancas extra�das de cocos inmaduros o verdes, Las fibras marrones son gruesas, fuertes y tienen una alta resistencia a la abrasi�n. Las fibras blancas son m�s suaves y finas, pero tambi�n m�s d�biles. Los frutos se cosechan cuando todav�a est�n verdes para obtener una fibra de coco de la mejor calidad.

 

La cer�mica, definici�n, propiedades, clasificaci�n

Sin duda alguna, la industria cer�mica es la industria m�s antigua de la humanidad. Se entiende por material cer�mico el producto de diversas materias primas, especialmente arcillas, que se fabrican en forma de polvo o pasta (para poder darles forma de una manera sencilla) y que al someterlo a cocci�n sufre procesos f�sico-qu�micos por los que adquiere consistencia p�trea. Dicho de otro modo,m�s sencillo, son materiales s�lidos inorg�nicos no met�licos producidos mediante tratamiento t�rmico (Land�n, 2013).

Indica Germ�n y Sol�s (2019), que los residuos en general est�n causando gran impacto ambiental, por este motivo se ha buscado v�as experimentales para poder desarrollar morteros con la utilizaci�n de residuos cer�micos reciclados, emple�ndolos como material alternativo a los agregados. La producci�n de cer�mica genera varios tipos de residuos industriales, entre estos tenemos los residuos s�lidos que pueden proceder de materias primas y de cer�mica antes de ser cocida o cer�micas defectuosas tras la cocci�n (Puertas et al., 2006).

Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas. Resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento t�rmico y, tambi�n, el�ctrico. Resistencia a la corrosi�n y a los efectos de la erosi�n que causan los agentes atmosf�ricos. Alta resistencia a casi todos los agentes qu�micos. Una caracter�stica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas (Land�n, 2013).

Los materiales cer�micos son generalmente fr�giles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensi�n y presentan poca elasticidad. Por otro lado, dependiendo de la naturaleza y tratamiento de las materias primas y del proceso de cocci�n, se distinguen dos grandes grupos de materiales cer�micos: las cer�micas gruesas y las cer�micas finas (Land�n, 2013).

�         Materiales cer�micos porosos o gruesos: son los que no han sufrido vitrificaci�n, es decir, no se llega a fundir el cuarzo con la arena debido a que la temperatura del horno es baja. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases, l�quidos y grasas. Los m�s importantes seg�n Land�n (2013) son: arcilla cocida, loza italiana, loza inglesa y refractarios.

�         Materiales cer�micos impermeables o finos: son los que se someten a temperaturas suficientemente altas como para vitrificar completamente la arena de cuarzo. As�, se obtienen productos impermeables y m�s duros. Los m�s importantes de acuerdo a Land�n (2013) son: gres cer�mico com�n, gres cer�mico fino y porcelana.

En el procesado de Materiales cer�micos, las etapas b�sicas en la fabricaci�n de productos cer�micos son: extracci�n, preparaci�n, conformaci�n, prensado, prensado en seco, extrusi�n, secado y cocci�n. La cer�mica es un material de construcci�n con una gran antig�edad. Los materiales cer�micos, del griego �keramos�, son producto del trabajo con base arcillosa que se transforma, poco a poco, en la pieza vers�til y funcional con la que contamos en la actualidad. Debido a la necesidad del hombre de adaptarse al ambiente en que vive y utilizar las cosas que lo rodean, el ladrillo hizo su aparici�n en la antig�edad en todos aquellos pa�ses en los que faltaba la piedra y abundaba la arcilla. As� pues, podemos decir que los productos cer�micos de aplicaci�n en la arquitectura aparecen con las primeras civilizaciones sedentarias, con una evoluci�n que se desarrolla acorde con la funcionalidad y su incorporaci�n, posteriormente, como elemento decorativo (Empresa COVERLAM, 2016).

Dentro de los materiales cer�micos se puede encontrar gran variedad de productos que se han utilizado a lo largo de la historia para distintos sistemas de construcci�n, para lo cual se puede clasificar como (Empresa COVERLAM, 2016):

�         Productos cer�micos para alba�iler�a, tales como: ladrillos cer�micos, bloques cer�micos, ladrillos huecos de gran formato.

�         Aplicaciones como: bovedillas cer�micas, losetas y adoquines cer�micos, baldosas cer�micas, placas y azulejos, paneles cer�micos, tejas cer�micas y otros productos cer�micos (loza sanitaria, tuber�as, conductos).

�         Ladrillos, refractarios, aligerados, hidr�ulicos, coloreados, de baja succi�n, hidrofugados, de clinker y gresificados.

Por otro lado, la Empresa COVERLAM (2016), indica que se encuentran otros productos como: bloques cer�micos, bovedillas cer�micas, tejas, productos cer�micos para pavimentos, productos cer�micos para revestimientos, losa sanitaria esmaltada y conducciones cer�micas (tubos y accesorios).

 

Metodolog�a

Este art�culo se basa en una investigaci�n de tipo experimental, seg�n Fern�ndez, Hern�ndez y Baptista (2010) ya que se realizaron ensayos de laboratorio con condiciones controladas, a cada agregado que componga el mortero con la fibra de coco y la cer�mica reciclada, aplicando estos dos materiales adicionales para comprobar la funcionalidad de ella. Estos ensayos fueron realizados en un laboratorio de mec�nica de suelos.

El enfoque aplicado en la investigaci�n es cuantitativo, dado que se realiz� una amplia recolecci�n de datos, ensayos, adem�s de magnitudes num�ricas entre las cuales se determin� la resistencia del mortero y sus proporciones adecuadas para considerarlo como mortero de pega, para evaluar las variables y analizar los resultados obtenidos en la investigaci�n, mediante conformidad a lo establecido en las normas y procedimientos, siguiendo un r�gido proceso en la toma de muestras.

Entre los ensayos realizados para la evaluaci�n del mortero est�n: Ensayo de resistencia a la compresi�n (ASTM C109M-16), an�lisis de dosificaciones (ASTM C270), ensayo de Densidad Especifica y absorci�n. (ASTM C128/ASTM C188), adherencia del mortero (D7234 - 19), y ensayo de Fluidez (ASTM C1437), para realizar estos ensayos se emplearon los siguientes instrumentos: formatos de elaboraci�n propia, fichas de resultados, equipos del laboratorio de mec�nica de suelos como: balanza con una precisi�n de 0,1g, tamices 3/8�, N�4, N�8, N�16, N�30, N�50, y 100, esp�tulas, paleta, una esp�tula peque�a plana, aparato manual de aguja Vicat, placa plana no absorbente, un anillo de material no corrosivo, horno a una temperatura de 110 �C � 5 �C, equipo vicat, un Le Chatelier, prensa hidr�ulica, entre otros.

En relaci�n a la poblaci�n para el ensayo se compone del mortero a dise�ar agregando la fibra de coco y cer�mica reciclada, para una resistencia de dise�o de 120 kg/cm2 y una dosificaci�n (1:2:3). Y la muestra, la cual es intencionada no probabil�stica, se tom� de las 4 dosificaciones, 3 tomas de morteros por cada dosificaci�n, para un total de 12 muestras, para ser colocadas en un cuarto de curado y realizar la rotura a compresi�n en edades de 7, 14, 21 y 28 d�as respectivamente.

 

Resultados y discusi�n

A continuaci�n, se presentan los siguientes resultados sobre el material cer�mico utilizado para la reducci�n de la muestra por cuarteo, se emple� la norma NTE INEN 2 566 (2010) para la reducci�n en el tama�o de las muestras, mezclando de forma aleatoria, cer�mica sanitaria triturada, seg�n el m�todo de cuarteo. Luego, para realizar la granulometr�a de esta muestra se emple� la norma NTE INEN 2 536 (2010), NTE INEN 696 (2011), para establecer la distribuci�n de part�culas mediante el tamizado, este m�todo se utiliz� para determinar si el �rido cumple con las especificaciones para ser usado en mortero para acabados interiores. Las granulometr�as de las 3 muestras del material cer�mico triturado se muestran en la figura 1.

 

Figura 1: Curvas granulom�tricas material cer�mico triturado.

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

En relaci�n a la muestra 1 descrita en la Figura 1, se detecta que la curva granulom�trica es de tipo II, determin�ndose que la muestra de cer�mica sanitaria reciclada est� bien graduada, y estableciendo que los valores del coeficiente de uniformidad (Cu) tiene un valor igual a 6,67 y el coeficiente de curvatura (Cz) un valor de 1,50 resultando un �rido bien graduado. Para la muestra 2, Cu tiene un valor de 8,67 y Cz de 1,04. Para la muestra 3, el Cu es igual a 12,00 y Cz result� de 2,25. Germ�n y Sol�s (2019) explican que para tener un �rido bien graduado el Cu para una arena debe ser mayor a 6, y el Cz debe estar en un rango de 1 a 3, por lo cual las muestras estudiadas cumplen con las especificaciones, determin�ndose que la cer�mica sanitaria reciclada est� bien graduada.

Es importante destacar que, para a�adir la fibra de coco a la mezcla, es necesario dejarla secar en su cascara, una vez obtenido el secado total de este material, se emprende a deshilachar la cascara del coco en hilachas finas peque�as que pueda facilitar su incorporaci�n al dise�o del mortero, este proceso de deshilachar la cascara del coco se lo realizo de forma manual.

Para la determinaci�n de la densidad y absorci�n para agregados finos se emple� la norma NTE INEN 856 (2010), la cual permite determinar la densidad promedio, la densidad relativa del �rido triturado, y la absorci�n del mismo. La muestra utilizada para el material cer�mico fue de 500 gr. En la tabla 2, se realiza el c�lculo de la densidad espec�fica y de absorci�n de la muestra cer�mica sanitaria triturada.

 

 

Tabla 2: Densidad y absorci�n del agregado fino (cer�mica sanitaria triturada) seg�n NTE INEN 856

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

En la tabla 2 se observan los c�lculos de la muestra de arena elaborada de cer�mica sanitaria triturada. Obteni�ndose como densidad espec�fica de 2.467 g/cm3 y 0,70% de absorci�n, concluyendo que la cer�mica sanitaria triturada presenta una baja absorci�n de agua, lo que implica que no afectar� a la mezcla la cantidad de agua que puede absorber el material. La determinaci�n de humedad de �ridos para hormig�n utilizando la norma NTE INEN 862 (2011), permite determinar el porcentaje de humedad evaporable por secado en una muestra de �rido, tanto el correspondiente a la humedad superficial, como la humedad contenida en los poros del �rido. En la tabla 3 se aprecia los datos y c�lculos para determinar la humedad.

 

Tabla 3: Porcentaje de agua promedio para determinar la humedad del �rido

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

El resultado que proporciona este ensayo en relaci�n al porcentaje de humedad es de 0.13%. El porcentaje de humedad es importante calcularlo ya que es la propiedad que ayuda a controlar el agua total de la mezcla por lo que se defini� que no es necesario aumentar agua debido a que este porcentaje es muy bajo (NTE INEN 862, 2011). Seguidamente se realiza la determinaci�n de la masa unitaria (Peso volum�trico) por la norma NTE INEN 858 (2010), es un m�todo de ensayo que se emplea para determinar los valores de masa unitaria (peso volum�trico), que son necesarios para ejecutar la dosificaci�n de mezclas. Este valor tambi�n es utilizado para la determinaci�n de la relaci�n masa/volumen, para las conversiones en la compra de �ridos.

Como resultado, la arena elaborada con residuos de cer�mica sanitaria utilizada en esta investigaci�n present� una masa unitaria suelta de 1.16 g/cm3 y compactada de 1.36 g/cm3. Como se puede observar en la tabla 4:

 

Tabla 4: Peso volum�trico suelto y varillado de la cer�mica sanitaria reciclada

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

En relaci�n a la determinaci�n de la consistencia normal, usando el m�todo de Vicat seg�n NTE INEN 157 (2009). Para preparar la pasta de cemento para este ensayo se hizo de acuerdo a la norma NTE INEN 155 (2009). En relaci�n a los resultados y seg�n la norma NTE INEN 157, la consistencia normal se obtiene cuando la aguja penetra 10mm � 1mm, por lo tanto, la cantidad de agua que se utiliz� para realizar el ensayo de fraguado es de 200g con una penetraci�n de 9.5mm.

Ahora bien, para la determinaci�n del tiempo de fraguado, tambi�n se emple� el m�todo de Vicat, NTE INEN 158 (2009). Por lo que indica que el tiempo de fraguado final se calcula mediante la diferencia del tiempo transcurrido desde el tiempo inicial de contacto entre el agua y el cemento y el tiempo en que el agua marca visiblemente la pasta con una aproximaci�n de 5 minutos. En relaci�n a los resultados de este ensayo, el fraguado inicial de la mezcla de cemento (250kg), agua (75g) y fibra de coco 1% (2,5kg) fue la mezcla que obtuvo su fraguado inicial m�s r�pido iniciando en 1 hora y media.

Para la dosificaci�n, elaboraci�n y determinaci�n de las propiedades de morteros realizados con 100%,30%, 20% de residuos de cer�mica y 1%, 2%, 3%, 4% de fibra de coco. Para ello es necesario realizar varios ensayos entre los cuales est� la selecci�n de fluidez. Para ello, se escogi� de acuerdo a lo establecido en la norma NTE INEN 2 518 (2010), la misma que establece que el mortero debe estar preparado con la dosificaci�n adecuada, que produzca un flujo de 110% � 5%. Para obtener el flujo de consistencia media deseado se realiz� la preparaci�n de varias mezclas de mortero en las que se calcul� diferentes medidas de flujo, estas se presentan en la Tabla 5, donde se observa que la cantidad de agua que se utiliz� para preparar el mortero es de 450 g, con la que se obtuvo una medida de flujo de 108, que se encuentra en lo especificado en la norma NTE INEN 2 518.

 

Tabla 5: Resultados de las medidas de flujo

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

Basados en la misma norma, la dosificaci�n realizada se fundament� en un mortero tipo N, en la que la m�nima resistencia promedio a la compresi�n a 28 d�as es de 5.2 MPa (53,00 kg/cm2). Para determinar la resistencia a la compresi�n el n�mero de ensayos a compresi�n a efectuar es menor a 15.

Para seleccionar la relaci�n agua/cemento hay que tener en cuenta la resistencia a la compresi�n del mortero, ya que se debe tomar en cuenta varios factores como la durabilidad, retracci�n, entre otras. Esto se debe a que en el mortero la resistencia suele cambiar por las diversas propiedades que tienen el cemento, agua y agregado que se usen en la mezcla. De acuerdo a la norma NTE INEN 2 518 (2010), la resistencia que se utiliz� en la preparaci�n del mortero es de 5,3 MPa, pero en el inciso 4.1.3 selecci�n de la relaci�n agua/cemento, se decidi� utilizar una resistencia de 71,55 kg/cm2, con este valor se encontr� una relaci�n A/C de 0.80.

Para la determinaci�n de la resistencia m�nima se puede observar en la tabla 6 y para la determinaci�n de la cantidad de material (kg/m3), se muestra en la tabla 7:

 

Tabla 6: Determinaci�n de la resistencia m�nima

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

Tabla 7: Determinaci�n de la cantidad de material (kg/m3)

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

En relaci�n al molde a utilizar para el ensayo, el di�metro ser� de 5cm, la altura del cilindro de 10 cm, el volumen unitario de 19,635 cm3 (0,000196 m3), el volumen total para 9 cilindros ser� de 0,001767 m3.� Para la dosificaci�n para el mortero sin aditivo se destaca en la tabla 8. Mediante el proceso de dosificaci�n del mortero se determin� las proporciones en peso con las que se elabor� el mortero:� A: C: Ag:� 0.80: 1: 5.34

 

Tabla 8: Dosificaci�n para el mortero sin aditivo

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

El procedimiento para la mezcla de morteros determinada en la norma NTE INEN 155 (2009) y para los espec�menes fueron almacenados en una piscina de curado, seg�n la norma NTE INEN 488 (2009), que se pueda alcanzar la resistencia definida de acuerdo a NTE INEN 198 (2009). Para la determinaci�n de la resistencia a la compresi�n se emple� la norma NTE INEN 488 (2009), utilizando la dosificaci�n de la tabla 8, y los resultados se pueden observar en la tabla 9.

 

Tabla 9: Ensayo de resistencia a la compresi�n en mortero marca comercial

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

En la tabla 10, se presenta un cuadro comparativo de los ensayos efectuados empleando aditivos como Sika 3, la fibra de coco y la cer�mica, para la edad de 28 d�as.

 

Tabla 10: Cuadro comparativo de los ensayos de resistencia a la compresi�n en mortero marca comercial en 28 d�as

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

De esto, se detalla que, de acuerdo a los objetivos planteados en la investigaci�n, el mortero con 2% de fibra de coco y 30% de cer�mica como agregado fino, es el resultante de manera m�s eficiente, debido a que con estas proporciones se lograron desarrollar resistencias de hasta un 71 % superiores a los morteros de marca comercial. De igual manera, en la tabla 11, se describe un resumen comparativo de todos los ensayos realizados utilizando aditivos como Sika 3, la fibra de coco y la cer�mica, para la edad de 28 d�as, donde se percibe la misma tendencia que el mortero a compresi�n.

 

Tabla 11: Cuadro comparativo de los ensayos de resistencia a la tracci�n en mortero marca comercial en 28 d�as

Fuente: Elaboraci�n propia (2021).

 

En contexto, el mortero con 2% de fibra de coco y 30% de cer�mica como agregado fino, es el que mejores condiciones desarrolla, alcanzado hasta un 52% por encima de los morteros de marca comercial en los niveles de resistencia a la tracci�n.

Es importante se�alar, que ambas condiciones de resistencia se desarrollan en mejor proporci�n en el mortero con la adici�n de la cer�mica sanitaria triturada, pero sin la incorporaci�n de la fibra de coco, ya que al ser un material de origen org�nico, aunque se le genere un proceso de calcinaci�n o de desecaci�n, sus niveles de humedad, aunque bajos, se tornan significativos al momento de comparar rangos por contenido de humedad y, pudiesen ser incidentes bajo criterios de durabilidad (capilaridad, porosidad, saturaci�n).

 

 

Conclusiones

De acuerdo a la evaluaci�n desarrollada para la mezcla de mortero con incorporaci�n de fibra de coco y cer�mica para acabados interiores de edificaciones, se puede concluir que: Al caracterizar las propiedades tanto de la fibra de coco, como de la cer�mica sanitaria triturada en una mezcla de mortero convencional, los ensayos f�sico - mec�nicos llevados a cabo, como granulometr�a, gravedad espec�fica y cantidad de agua, entre otros, se observ� que la materia prima e incluso el residuo, presentaron valores dentro del rango de aceptaci�n propuesta, cumpliendo con los requisitos establecidos para el desarrollo de un mortero acorde a los est�ndares comerciales a nivel resistencia mec�nica a la compresi�n (capacidad de soporte).

En cuanto a la dosificaci�n, se pudo observar que las proporciones m�s favorables fueron la relaci�n mortero con 2% de fibra de coco y 30% de cer�mica como agregado fino, ya que a nivel de resistencia a la compresi�n arroj� una mejor tendencia en relaci�n con el mortero de marca comercial, llegando a desarrollar resistencias de hasta 91,72 kg/cm2, lo que representa un incremento en su capacidad con respecto al comercial de 71%. Asimismo, se detalla que las mejores condiciones del mortero las arroja solo con la cer�mica sanitaria triturada, aunque sin incluir la fibra de coco, la cual, aunque se le realiza un proceso de secado, puede estar accionando como agente de absorci�n de agua.

En �l aspecto de la resistencia a la tracci�n, se constante la misma tendencia en dosificaciones, ya que el mortero con 2% de fibra de coco y 30% de cer�mica como agregado fino, fue quien desarrollo la mejor capacidad de resistencia con un incremento en relaci�n al mortero comercial de52%. Es recomendable la comprobaci�n de este tipo de mezclas con diferentes tipos de cemento, para crear patrones de producci�n en pro de la estandarizaci�n.

Se considera pertinente la realizaci�n de pruebas de ensayos bajo criterios de durabilidad para determinar la sostenibilidad del modelo de mezcla patr�n a sugerir, para su utilizaci�n como pegamento de cerramientos y/o tabiquer�as y, como revestimiento de paredes interiores. La factibilidad econ�mica no debe ser en detrimento con relaci�n a marca comercial, ya que los productos a incorporar son procedentes de reciclaje org�nico y de construcci�n, el cual resulta m�s econ�mico que el uso de aditivos qu�micos.

 

 

 

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