Elaboración de elementos prefabricados de concreto con la adición de plástico reciclado PET

Abstract

El objetivo primordial del presente informe resultante del trabajo de investigación, fue el de describir y determinar los valores cuantificables de la variación de propiedades en los elementos de concreto prefabricado, sustituyendo en forma parcial el agregado grueso por Plástico PET (Tereftalato de Polietileno) reciclado a partir de botellas descartables. Los materiales utilizados en la presente investigación fueron: cemento Sol portland tipo I, arena como agregado fino y el confitillo como agregado grueso, ambos fueron utilizados como componentes de las muestras patrón. El Plástico PET reciclado se obtuvo del proceso mecánico de trituración de botellas descartadas y recicladas. En el procedimiento para realizar el diseño concreto se utilizó como referencia de diseño las tablas dadas por el comité ACI y las referencias del método de diseño del agregado global. Para tal efecto se determinaron y analizaron las propiedades físicas de cada agregado utilizado en el diseño patrón de cada uno de los elementos prefabricados, asimismo se utilizaron diferentes dosificaciones en el diseño del concreto patrón, con las relaciones agua/cemento 0.70, 0.75, y 0.80 y diseños derivados del concreto patrón con reemplazo parcial de 15%,30% y 45% de plástico PET reciclado como sustituto en peso del agregado grueso para la elaboración de bloques de concreto. Para la elaboración de ladrillos de concreto se utilizó las relaciones agua/cemento 0.55, 0.60, y 0.65, y diseños de concreto derivados del concreto patrón con reemplazo parcial de 10%,20% y 30% de PET reciclado como sustituto en peso del agregado grueso o confitillo, para la elaboración de adoquines de concreto se utilizó las relaciones agua/cemento 0.35, 0.40, y 0.45, y los diseños derivados del diseño patrón con la adición de 10%,20% y 30% de plástico PET reciclado como sustituto parcial del agregado grueso. Se determinaron las propiedades físicas de los elementos prefabricados de concreto, ensayando los especímenes en estado endurecido, siguiendo los parámetros de la Norma Técnica Peruana. En los siguientes párrafos se brinda la descripción de los resultados principales obtenidos en la investigación: Para el elemento prefabricado de concreto, el valor numérico de la resistencia a la compresión disminuye con incremento del porcentaje de Plástico PET como reemplazo parcial del agregado grueso, además de la variación de la resistencia se logró producir un espécimen más ligero comparado con el diseño patrón. El porcentaje de absorción de los especímenes se ve incrementado de forma proporcional al incremento del porcentaje de PET incorporado en la mezcla. El costo unitario del espécimen se ve incrementado de manera proporcional al incremento en el porcentaje de PET. La disminución del peso de los elementos prefabricados de concreto implica un ahorro indirecto en el refuerzo de los elementos estructurales, así como en el acopio y costo de flete de estos elementos. Asimismo, se da el punto de inicio para una política de cuidado del medio ambiente mediante la utilización de materiales que poseen un periodo largo de degradación.

The main objective of this research is to describe and determine the quantifiable values of the variation of properties in the elements of prefabricated concrete, partially replacing the coarse aggregate by PET plastic (polyethylene terephthalate) recycled from disposable bottles. The materials used in the present investigation were: portland sun type I cement, sand as fine aggregate and confectionery as coarse aggregate, both were used as components of the standard samples. The recycled PET plastic was obtained from the mechanical crushing process of discarded and recycled bottles. The procedure used to design the concrete mixture used as a base guide the tables given by the ACI-211.1-91 committee in addition to the global aggregate method. For this purpose, the physical properties of each aggregate used in the design of each of the prefabricated elements were determined, and different dosages were used in the design of the concrete, with water / cement ratios 0.70, 0.75, and 0.80, and mixtures of concrete with partial replacement of 15%, 30% and 45% of PET plastic recycled in weight of the coarse aggregate for the production of concrete blocks. For the construction of concrete bricks, the water / cement ratios 0.55, 0.60, and 0.65 were used, and concrete designs with partial replacement of 10%, 20% and 30% of recycled PET by weight of the coarse aggregate or confectionery, for the construction of concrete paving stones used water / cement ratios 0.35, 0.40, and 0.45, in concrete designs with 10%, 20%, and 30% replacement of recycled PET by weight of the coarse aggregate. The physical properties of the prefabricated concrete elements were determined, testing the specimens in a hardened state, following the parameters of the Peruvian Technical Standard. In the following paragraphs the description of the main results obtained in the investigation is given: For the prefabricated concrete element, the value of the compressive strength decreases with an increase in the percentage of PET plastic as a replacement for the coarse aggregate, likewise a lighter specimen was obtained compared to the standard design. The percentage of absorption of the specimens is increased proportionally to the increase in the percentage of PET incorporated in the mixture. The unit cost of the specimen is increased proportionally to the increase in the percentage of PET. The reduction of the weight of the prefabricated concrete elements implies an indirect saving in the reinforcement of the structural elements, as well as in the collection and freight cost of these elements. Likewise, the starting point for a policy of caring for the environment is given by using materials that have a long period of degradation.