Evaluación de las propiedades mecánicas, lumínicas y funcionales de adoquines de hormigón con incorporación de agregados de Aluminato de Estroncio fotoluminiscentes
Fecha
2020-01
Profesor Guía
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TDPRE
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Editor
Universidad de Valparaíso
Ubicación
Valparaíso
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Facultad
Facultad de Ingeniería
Departamento o Escuela
Escuela de Construcción Civil
Determinador
Recolector
Especie
Nota general
Grado de Licenciado en Ciencias de la Construcción y Título profesional de Ingeniero Constructor.
Resumen
De acuerdo a los datos obtenidos en las experiencias realizadas es posible concluir las tres etapas de la reciente investigación llevada a cabo.
La primera etapa de investigación corresponde a la evaluación de las propiedades lumínicas a la cual fueron sometidos 4 adoquines de hormigón con dosis de 15, 30, 45 y 60 gr/m2 de Aluminato de Estroncio en la cara superficial del elemento. Los adoquines fueron sometidos a procesos de carga con periodos de carga de 60, 120,180 y 240 minutos a condiciones climáticas aleatorias durante 3 semanas consecutivas con mediciones de 4 días por semana. Esto permitió obtener los lux acumulados durante la exposición de los 4 elementos ensayados. En el proceso de descarga de los adoquines durante un periodo de 240 minutos se determinó la pérdida de intensidad lumínica acumulada durante el periodo de carga correspondiente. A través de ambos procesos se creó la razón (IC/IDC), la cual en forma gráfica proporcionó el área bajo la curva, permitiendo obtener los lux acumulados y disipados promedio minuto, y así poder determinar el adoquín con mejor comportamiento lumínico. Tras la experiencia desarrollada se obtuvieron 48 razones (IC/IDC), las menores razones obtenidas en la semana 1 fueron: 56.485, 2.446, 37.997, 49.067, las cuales corresponden al adoquín 3, con dosis de 45 gr/m2. En la semana 2, las menores razones obtenidas fueron: 48.610, 18.974, 69.626, 101.966, razones de corresponden al adoquín 3 con 45 gr/m2. Durante la última semana del ensayo lumínico las menores razones obtenidas fueron las siguientes: 24.301, 54.313, 176.103, 74.271 las cuales corresponden al adoquín 3 con 45 gr/m2. A través de los resultados obtenidos mediante las menores razones (IC/IDC) del proceso evaluación de las propiedades lumínicas se concluye que el adoquín con mejor comportamiento lumínico es el adoquín con 45 gr/m2.
La segunda etapa de investigación, la cual que corresponde a la evaluación de las propiedades funcionales del elemento desarrollado obteniendo el desgaste superficial generado y la fricción superficial generada con la incorporación de Aluminato de Estroncio.
El desgaste superficial que se produce en los adoquines con Aluminato de Estroncio es mayor que los adoquines patrón ensayados. La pérdida de masa generada tras el ensayo realizado a las 3 muestras con incorporación de material fotoluminiscente corresponde: a 12,2 gramos en la muestra 1 equivalente al 0,41% de la masa inicial, 13,2 gramos en la muestra 2 correspondiente a 0,42% de la masa inicial y 12,9 gramos en la muestra 3 correspondiente a 0,42% de la masa inicial, mediante este análisis es posible determinar que el porcentaje de perdida producido es similar en los 3 adoquines con Aluminato de Estroncio analizados. Para las 3 muestras patrón la pérdida de masa es de 0 gramos, lo cual indica que el porcentaje de pérdida de masa es 0 %. Comparando los elementos analizados se visualiza que en las muestras con incorporación de Aluminato de Estroncio se genera desgaste superficial, lo cual no se visualiza en los adoquines patrón. Esto se debe a que el elemento adicionado en la superficie modifica la macrotextura de los adoquines de hormigón, lo que hace tener pérdida de masa de los elementos.
La fricción superficial que se produce en adoquines con incorporación de Aluminato de Estroncio y adoquines patrón es posible de visualizar a través de los datos obtenidos en las 4 muestras analizadas obteniendo una resistencia al deslizamiento de 0,69 BPN, 0,69 BPN, 0,69 BPN, 0,69 BPN, 0,70 BPN, para la muestra 1a con inclusión de material superficial, 0,75 BPN, 0,76 BPN, 0,76 BPN, 0,76 BPN, 0,77 BPN, para la muestra 1b con inclusión de material superficial. La resistencia al deslizamiento para las 2 muestra patrón analizadas se obtuvo 0,29 BPN, 0,29 BPN, 0,29 BPN, 0,28 BPN, 0,27 BPN, para la muestra 2 a y 0,29 BPN, 0,29 BPN, 0,27 BPN, 0,26 BPN, 0,26 BPN, para la muestra 2b. La unidad BPN, corresponde a la unidad del equipo utilizado indicando que a mayor unidad de BPN, la superficie presenta una mayor fricción superficial proporcionando una mayor resistencia al deslizamiento, por lo tanto, la incorporación de Aluminato de Estroncio aumenta la fricción superficial de los adoquines de hormigón desarrollados generando una mayor resistencia al deslizamiento que los adoquines patrón ensayados.
En la última etapa de investigación la cual corresponde a la evaluación de las propiedades mecánicas, mediantes ensayos de resistencia a la Compresión y Flexotracción de adoquines de hormigón con 45 gr/m2 de Aluminato de Estroncio.
Las resistencias mecánicas obtenidas mediante el ensayo de compresión realizado a 5 adoquines de hormigón con material fotoluminiscente a los 28 días de edad, se obtuvo una resistencia máxima a la compresión de 58 MPa (adoquín 1), 59 MPa (Adoquín 2), 61 MPa (Adoquín 3), 62 MPa (Adoquín 4), 59 MPa (Adoquín 5) y una resistencia máxima promedio de las muestras de 59,8 MPa. Los 5 adoquines patrón analizados se obtuvo una resistencia máxima a la compresión de 60 MPa (adoquín 1), 58 MPa (Adoquín 2), 58 MPa (Adoquín 3), 61 MPa (Adoquín 4), 60 MPa (Adoquín 5) y una resistencia máxima promedio de las muestras de 59,4 MPa Cada uno de los valores cumplen con la resistencia mínima individual de 50 MPa y resistencia mínima promedio de 55 MPa. Mediante el análisis de los datos obtenidos, es posible determinar que la dosis incorporada en la parte superficial, no presenta disminución en la resistencia de los adoquines de hormigón cumpliendo con la resistencia a la Compresión requerida de forma individual y promedio de la norma.
La resistencia mecánica obtenida mediante el ensayo de Flexotracción realizado a 5 adoquines de hormigón con material fotoluminiscente a los 28 días de edad, se obtuvo una resistencia máxima a la Flexotracción de 6 MPa (adoquín 1), 7 MPa (Adoquín 2), 7 MPa (Adoquín 3), 7 MPa (Adoquín 4), 7MPa (Adoquín 5) y una resistencia máxima promedio de las muestras de 6,8 MPa, La resistencia máxima a la Flexotraccion obtenida de los 5 adoquines patrón ensayados fue de 7 MPa (adoquín 1), 6 MPa (Adoquín 2), 6 MPa (Adoquín 3), 7 MPa (Adoquín 4), 7 MPa (Adoquín 5) y una resistencia promedio de 6,6 MPa. Todos los valores obtenidos de las muestras analizadas cumplen con los requisitos de resistencia mínima individual de 3,0 MPa y resistencia mínima promedio de 4,0 MPa. Mediante el análisis de datos obtenidos, es posible determinar que la dosis Aluminato de Estroncio incorporada en la parte superficial, no presenta disminución en la resistencia a la Flexotracción de los adoquines de hormigón. Realizando el análisis comparativo del total adoquines con Aluminato de Estroncio y adoquines patrón ambos presentan resistencias similares de forma individual y promedio, cumpliendo con la resistencia Flexotracción exigida para los dos casos.
Como conclusión final es posible afirmar que la mayor dosis de Aluminato de Estroncio correspondiente a 60 gr/m2 utilizada no presenta el mejor comportamiento lumínico, siendo la dosis menor a esta la cual corresponde a 45 gr/m2 debido a las dimensiones de los elementos desarrollados. La inclusión de material fotoluminiscente en la superficie con exposición directa produce un mayor desgaste de la superficie en comparación a los elementos patrón producto de la macrotextura que genera el material. Además la incorporación de este material produce un aumento en la resistencia al deslizamiento, debido a la rugosidad proporcionada. Finalmente la incorporación del material en la cara superficial de los adoquines de hormigón no disminuye las propiedades mecánicas de resistencia a la Compresión y Flexotracción obteniendo un comportamiento similar los adoquines con Aluminato de Estroncio y los Adoquines Patrón.
Si bien la investigación se desarrolla en torno a los adoquines, a futuro pudiese ser empleado en la superficie de otros elementos de hormigón, lo que permitiría ampliar conocimientos en la materia.
Descripción
Lugar de Publicación
Valparaíso
Auspiciador
Palabras clave
LUZ, LUMINARIA, PAVIMENTOS DE ADOQUINES DE HORMIGON
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