La investigación aplicada en el sector de la construcción 2015 - 2019

El presente libro compila algunas de las más importantes experiencias investigativas que se han venido desarrollando en el Centro de la Construcción, desde el año 2015, con el objeto de divulgar las experiencias obtenidas, los resultados y aportes tanto en el Centro de Formación, como en la región del Valle del Cauca y en el sector de la construcción.This book compiles some of the most important research experiences that have been developed in the Construction Center, since 2015, in order to disseminate the experiences obtained, the results and contributions both in the Training Center, and in the Valle del Cauca region and in the construction sector.Mejoramiento de la capacidad portante de los suelos de uso ingenieril incorporando fibras poliméricas / Jorge Enrique Romero Freites, Darwin Andrés Piedrahita Aguilar, Juan José Arce -- Desarrollo de ladrillos a partir cementantes alternativos y residuos de construcción y demolición / Nilson Ferley Trochez Sánchez, Leydi Mercedes Jiménez Bolaños, Yessica Dayana Díaz Rosero, Luis Alfaro Astudillo Miranda -- Dispersión de contaminantes orgánicos persistentes COPs como impacto indirecto de la expansión urbana / Johanna Patricia Fernández Bermudez, Maira Alejandra Valencia, Maryuri Restrepo Valencia, Yulieth Banguera Ordoñez -- Soluciones de Aislamiento Térmico en Construcciones Livianas en Seco / Sandra Lucía Vidal Revelo -- Aprovechamiento de vinazas de caña de azúcar en la elaboración de plastificante para morteros / Nilson Ferley Trochez Sánchez, Leydi Mercedes Jiménez Bolaños, Yessica Dayana Díaz Rosero, Luis Alfaro Astudillo Miranda -- Vigilancia tecnológica sector de la construcción sostenible / Elidier Gómez Sánchez, Jimmy Germán Hidalgo Estrella.na90 página

Estudio del uso de escoria como componente para mezclas de mortero para impresión 3D

Los materiales de impresión 3D que podemos comprar en el mercado actual, al ser un sector bastante nuevo y desconocido, tienen un coste muy elevado con lo que no hace viable su uso de forma regular. Por este mismo motivo, para dar continuidad al proyecto 3D CONS en la Escola Superior d’Enginyeries Industrial, Aeroespacial i Audiovisual de Terrassa, una vez entendido el funcionamiento del hardware y del software de la impresora; y las propiedades de los materiales diseñados para la impresión, el próximo paso en el proyecto es la elaboración de un mortero de impresión 3D más accesible. Con ello se buscará obtener un material, adecuado a los requerimientos tanto en estado fresco, para ser bombeado, como una vez fraguado, que tenga propiedades mecánicas aptas para su aplicación, y de un precio mucho más reducido. El objetivo de esta investigación es desarrollar un mortero de impresión 3D de bajo coste utilizando cemento Portland, arena, varios tipos de filler, escoria negra y diferentes aditivos. El objetivo es igualar o superar las propiedades del Tector®3D Build, un mortero comercial diseñado específicamente para la impresión 3D, que hasta ahora ha demostrado ser el material con los mejores resultados en términos de impresión y resistencia. Inicialmente se partirá de los elementos que conforman un mortero convencional, y a lo largo de la investigación se irán añadiendo nuevos componentes para ir mejorando el mortero se vaya obteniendo. Las probetas realizadas con diferentes dosificaciones se someterán a pruebas de trabajabilidad en fresco y, una vez transcurrido el tiempo de fraguado de 28 días, se someterán a diferentes pruebas y ensayos para determinar sus propiedades mecánicas, con el objetivo de determinar una dosificación apta para la impresión 3D. Se han obtenido varías muestras referencias, con las que se ha conseguido imprimir de forma exitosa y se ha estudiado el comportamiento de la escoria negra en ensayos de mortero seco, obteniendo unas propiedades mecánicas muy satisfactorias, y corroborando su posible uso como material para dosificaciones de mortero para impresión 3D

Metacaolín como sustituto del cemento para reducir la permeabilidad del hormigón estructural

El motivo que tuvo esta investigación fue reducir la permeabilidad del hormigón estructural con la sustitución de cemento por metacaolín, cuyo principal objetivo fue determinar el porcentaje de metacaolín para reducir la permeabilidad del hormigón estructural, según fuentes consultadas nacionales e internacionales. Esta investigación fue deductivo, de orientación aplicada con un enfoque cuantitativo y como instrumento de recolección de datos retrolectivo ya que se usaron tablas de normas internacionales y nacionales e información precedente del tema de estudio, de tipo descriptivo, correlacional y explicativo. Fue una investigación causal (causa - efecto) dado que se estudió la relación entre la variable independiente incorporación de metacaolín (causa) y variable dependiente permeabilidad del hormigón estructural (efecto). Los resultados evidenciaron que se incrementó la resistencia a la compresión y flexión del hormigón, con un 10% de sustitución de metacaolín, respecto a la permeabilidad del hormigón, se redujo la porosidad con un 20% de sustitución, la permeabilidad al ion cloruro y la expansión álcali -sílice del hormigón disminuyo con un 15% de metacaolín,a excepción del asentamiento en estado fresco que decreció conforme se incorporaba metacaolín en la mezcla, afectando su trabajabilidad con sustituciones mayores al 10%. Finalmente, la sustitución del 10% de metacaolín es beneficiosa si se requiere obtener un hormigón menos permeable, con excelentes propiedades físico – mecánicas y un asentamiento dentro de un rango aceptable

Diseño de infraestructura vial incorporando concreto celular como capa base, asentamiento humano Laderas de Chillón A1, A’3, Puente Piedra, 2020

El presente trabajo de investigación surge a partir de la urgente necesidad de realizar un Diseño de Infraestructura Vial Incorporando Concreto Celular como Capa Base, Asentamiento Humano Laderas de Chillón A1, A’3, Puente Piedra, 2020. En la formulación del problema general nos hacemos la siguiente pregunta: ¿Cuál es el aporte de la incorporación del Concreto Celular como Capa Base en el Diseño de Infraestructura Vial en Asentamiento Humano Laderas de Chillón A1, A’3, Puente Piedra, 2020?. Por tal motivo, se propuso como objetivo general: Determinar cuál es el aporte de la incorporación del Concreto Celular como Capa Base en el Diseño de Infraestructura Vial en Asentamiento Humano Laderas de Chillón A1, A’3, Puente Piedra, 2020. Como método utilizado en este estudio, este estudio incluye el tipo de investigación aplicada, el uso de métodos cuantitativos, el tipo transversal de diseño cuasi experimental y el nivel de descriptivo. Asimismo, por motivos de investigación y conveniencia, se realizó un muestreo no probabilístico debido a que se consideraron muestras los tramos viales del asentamiento humano Laderas de Chillón A1, A'3, Puente Piedra, con formatos de recolección, laboratorios documental y conteos de vehículos como herramientas de formato y software EVALPAV. La investigación tuvo como una de las conclusiones que la incorporación del Concreto Celular como Capa Base en el Diseño de Infraestructura Vial en Asentamiento Humano Laderas de Chillón A1, A’3, Puente Piedra si influye en el mejoramiento de la vía, de esta manera se propuso sustituir la base de la vía por el concreto celular en una zona que es relleno

Comparación de concreto con vidrio reciclado y concreto simple para diseño de losa de pavimento rígido, avenida central, Lima, 2020

Este trabajo de investigación fue la comparación de concreto con vidrio reciclado y concreto simple para diseño de losa de pavimento rígido, avenida central, Lima, 2020. El objetivo fue la comparación entre el concreto con vidrio reciclado y concreto simple el cual determinó el diseño del proyecto de pavimentación en la avenida Central, San Juan de Lurigancho. Tuvo un enfoque cuantitativo, con diseño descriptivo. La población que se consideró en el presente trabajo fue el pavimento de la avenida central a partir de la progresica 0+000 (avenida cruz de motupe) a la progresiva 1+1530 (avenida prolongación del muro). La muestra fue la avenida central del distrito de San Juan de Lurigancho. El presente proyecto estudió la influencia del uso de vidrio reciclado como agregado sobre la resistencia en losas de concreto para pavimentos rígidos. Se utilizó las normas ASTM, ACI, NTP para caracterizar a los concretos propuestos. Se obtuvieron resultados de la comparación entre concreto con vidrio reciclado y concreto simple obteniendo un asentamiento de 6.82cm, 4.5cm y 2.8cm, la resistencia a la flexión fue de 3.36 MPa, la resistencia a la tracción fue 2.49 MPa. Los resultados obtenidos están dentro del rango adecuado de asentamiento para pavimentos y losas

Fabricación de arrecifes artificiales con morteros sostenibles mediante impresión 3D

Grado en Ingeniería civi

Desarrollo y caracterización experimental de hormigón para impresión 3D con fibras y áridos reciclados

La impressió 3D de formigó és un avenç tecnològic molt important en els darrers anys i que cada vegada s'està utilitzant més al sector de la construcció. Perquè aquesta tecnologia avanci s'ha d'enfocar al desenvolupament de diverses investigacions i estudiar tots els paràmetres possibles. Molts d'aquests paràmetres inclouen que els materials usats siguin els més sostenibles possibles, que no siguin perjudicials per al medi ambient, i que ofereixin oportunitats per a una economia circular. En aquesta investigació es va desenvolupar una campanya experimental per al desenvolupament i caracterització del formigó per a impressió 3D. La campanya experimental va constar de quatre etapes: formigó gris, formigó blanc, formigó amb fibres metàl·liques i formigó amb àrid reciclat. Per a les primeres etapes, es van desenvolupar provetes de formigó gris i blanc, i en base als resultats es va optar pel de millor comportament mecànic. Posteriorment, es va desenvolupar una optimització en impressió amb l'ús de tres additius: calç, èter i modulador de viscositat, sent l'èter el de millor comportament a impressió 3D. Després, es van desenvolupar les etapes de formigó amb fibres metàl·liques i àrid reciclat per tal d'obtenir el seu comportament mecànic a flexió i compressió (i flexo-tracció en cas d'inclusió de fibres). Finalment, es van quantificar i analitzar els resultats.La impresión 3D de hormigón es un avance tecnológico muy importante en los últimos años y que cada vez se está utilizando más en el sector de la construcción. Para que esta tecnología avance se tiene que enfocar en el desarrollo de diversas investigaciones y estudiar todos los parámetros posibles. Muchos de estos parámetros incluyen que los materiales usados sean los más sostenibles posibles, que no sea perjudicial para el medio ambiente, y que brinde oportunidades para una economía circular. En la presente investigación se desarrolló una campaña experimental para el desarrollo y caracterización del hormigón para impresión 3D. La campaña experimental constó de cuatro etapas: hormigón gris, hormigón blanco, hormigón con fibras metálicas y hormigón con árido reciclado. Para las primeras etapas, se desarrollaron probetas de hormigón gris y blanco, y en base a los resultados se optó por el de mejor comportamiento mecánico. Posteriormente, se desarrolló una optimización en impresión con el uso de tres aditivos: cal, éter y modulador de viscosidad, siendo el éter el de mejor comportamiento a impresión 3D. Luego, se desarrollaron las etapas de hormigón con fibras metálicas y árido reciclado con el fin de obtener su comportamiento mecánico a flexión y compresión (y flexo – tracción en el caso de inclusión de fibras). Por último, se cuantificaron y analizaron los resultados.The 3D printing of concrete is a very important technological advance in recent years and is being used more and more in the construction sector. For this technology to advance, it has to focus on the development of various investigations and study all possible parameters. Many of these parameters include that the materials used are as sustainable as possible, that it is not harmful to the environment, and that it provides opportunities for a circular economy. In the present investigation, an experimental campaign was developed for the development and characterization of concrete for 3D printing. The experimental campaign consisted of four stages: gray concrete, white concrete, concrete with metallic fibers and concrete with recycled aggregate. For the first stages, gray and white concrete specimens were developed, and based on the results, the one with the best mechanical behavior was chosen. Subsequently, a printing optimization was developed with the use of three additives: lime, ether and viscosity modulator, ether being the one with the best behavior for 3D printing. Then, the stages of concrete with metallic fibers and recycled aggregate were developed in order to obtain their mechanical behavior in flexion and compression (and flexural bending in the case of inclusion of fibers). Finally, the results were quantified and analyzed

El Coeficiente de deconstrucción

El siguiente Trabajo de Final de Grado es un “practicum” realizado en empresa. Se corresponde con el período de prácticas curriculares realizado en la institución ITeC durante el último año lectivo en el departamento de Construcción Sostenible, bajo la supervisión de Licinio Alfaro, el que ha sido mi tutor dentro de la institución. La investigación comienza con unos breves apartados introductorios que nos sitúan en el contexto global en el que nos encontramos, referente a la producción de residuos, al elevado incremento de las emisiones y al agotamiento de recursos materiales y reservas energéticas. El objetivo es el de establecer una metodología objetiva y útil que sistematice el hecho de otorgar a cualquier elemento, (que conforme una obra) un coeficiente llamado Coeficiente de Deconstrucción (CD) y que dicho coeficiente pueda ser implementado en el BEDEC (base de datos perteneciente a ITeC que contiene información de productos de la construcción). El núcleo comienza con la breve explicación del ciclo de vida del edificio, concretamente de la fase de fin de vida (C), donde se toma la decisión del destino que tendrá el edificio que ya ha llegado al fin de su vida útil. Una vez claras las bases, se define el Coeficiente de Retorno al Acopio (CRA) y se realiza un breve análisis de referencias y antecedentes de la investigación para finalmente estudiar el concepto: Diseñar para que la máxima cantidad del material que conforma la construcción tenga posibilidad de volver a ser puesto en obra (uno de los fundamentos de la economía circular). En tercer lugar, se explica cómo funciona el BEDEC y también los softwares que se nutren de él (TCQ, TCQ-GMA…), ya que uno de los objetivos es plantear su futura implementación en el propio banco de datos. Finalmente se desarrolla una metodología de cálculo que sirve para el análisis de cualquier clase de elemento perteneciente a cualquier tipo de obra a través de sus partidas extraídas mediante TCQ2000 (realización de presupuestos). Se utilizará dicha metodología para analizar el conjunto de partidas (correspondiente a un sistema constructivo) y dar como resultado a) La cantidad del material al que se le puede otorgar un CD y que tendrá posibilidad de ser deconstruido. b) La cantidad de material que será demolido y gestionado como residuo. Por último se exponen mis conclusiones acerca de la complejidad del trabajo. 1) La primera de ellas es que debido a las consideraciones que se han aportado a la metodología, el CRA ha evolucionado y por tanto debe redefinirse como Coeficiente de deconstrucción (CD). 2) La dificultad que aun hoy en día genera la implementación de dicho coeficiente en un banco de datos como es el BEDEC, que está actualmente en proceso de reprogramación para poder dar una respuesta ágil a los cada vez más exigentes requisitos que se demandan en el sector de la construcción

Diseño conceptual de materiales cementicios multifuncionales

La investigación y diseño de hormigón ha estado históricamente centrada en sus propiedades mecánicas. Sin embargo, la demanda de materiales de construcción multifuncionales ha aumentado. En este contexto, el hormigón conductor es un material al que se puede agregar funciones no estructurales, como la función de sensor, función de calefacción, resistencia a la corrosión y protección contra interferencias electromagnéticas. A pesar de su importancia, no se cuenta con una metodología de diseño estandarizada. El presente trabajo aborda el estudio y diseño conceptual de materiales cementicios multifuncionales. Para ello, se pretende diseñar un criterio de dosificación que permita dosificar las diferentes adiciones y componentes para obtener materiales cementicios conductores. Se utilizaron estudios experimentales y teóricos para determinar los parámetros de diseño, incluyendo la aplicación final, la selección de materiales conductores adecuados, la proporción de estos materiales en la mezcla, la resistividad y la relación agua‐cemento. También se consideraron otros factores como la resistencia mecánica y la durabilidad del hormigón conductor. Los parámetros se distribuyen en seis pasos para la obtención del hormigón conductor. Se encontró que la cantidad de material conductivo a incorporar puede afectar la trabajabilidad de la mezcla y se recomienda el uso de mezclas bifásicas para mantener un equilibrio entre las capacidades mecánicas y la resistividad deseada. Además, se debe tener en cuenta la compatibilidad entre adiciones y los factores ambientales que pueden influir en el resultado final. En resumen, el diseño de un hormigón conductor puede llegar a ser más complejo que el del hormigón tradicional. El equilibrio entre la matriz cementosa y el material conductor no es el único factor que se debe tomar en cuenta. Los factores ambientales, la compatibilidad entre adiciones y la aplicación influirán en el resultado final.Concrete research and design have historically been focused on its mechanical properties. However, the demand for multifunctional building materials has increased. In this context, conductive concrete is a material to which non‐structural functions can be added, such as sensor function, heating function, corrosion resistance, and protection against electromagnetic interference. Despite its importance, there is no standardized design methodology. This document deals with the study and conceptual design of multifunctional cementitious materials. For this, it is intended to design a dosing criterion that allows the dosing of the different additions and components to obtain conductive cementitious materials. Experimental and theoretical studies were used to determine the design parameters, including the final application, the selection of suitable conductive materials, the proportion of these materials in the mix, the resistivity, and the water‐cement ratio. Other factors such as the mechanical resistance and durability of the conductive concrete were also considered. The parameters are distributed in six steps to obtain the conductive concrete. It was found that the amount of conductive material to be incorporated can affect the mixture’s workability. The use of biphasic mixtures is recommended to maintain a balance between the mechanical capacities and the desired resistivity. In addition, the compatibility between additions and environmental factors that may influence the final result must be taken into account. In summary, the design of conductive concrete can become more complex than that of traditional concrete. The balance between the cementitious matrix and the conductive material is not the only factor that must be taken into account. Environmental factors, compatibility between additions and the application will influence the final result