Concreto Con Agregado Organico

 

Concreto con agregado orgánico: Huesos de Res Concrete with organic added: Cow Bones Fabián Gutiérrez, Diego Martínez

Pr og ram rama a de Ing . Ci vil, Univers idad Pi lot loto o de C olombia. olombia. B og otá D.C ., Colombia

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1. INTRODUCCION

En la actualidad la industria de la construcción genera bastantes residuos que ocasionan el deterioro ambiental, dichos residuos provienen de la extracción de las materias primas necesarias para suplir las necesidades técnicas. Debido a esto se busca integrar e innovar los procesos constructivos con materiales orgánicos generando así ahorro de materias primas, en este caso la implementación de huesos de res en una mezcla de concreto.

Imagen No. 1: Concreto Fuente: PEFC, 2012

Las razones de esto se deben a su compresibilidad, menor permeabilidad y ligereza. Todas estas ventajas constituyen al Concreto con hueso de res como una propuesta innovadora y atractiva para la construcción Por lo tanto mediante laboratorios buscamos determinar las mejores características de esta mezcla con el fin de incentivar el uso de materias orgánicas de origen sostenible.

 

2. GENERALIDADES GENERALIDADES DEL CONCRETO

El concreto es básicamente una mezcla de agregados y pasta. La pasta está compuesta de Cemento Portland y agua, la cual une los agregados fino y grueso para formar una masa semejante a una roca, pues la pasta endurece debido a la reacción química entre el Cemento y el agua. La pasta está compuesta por Cemento Portland, agua y aire atrapado o aire incluido intencionalmente. Los morteros o los concretos hidráulicos están constituidos en un alto porcentaje por agregados (50%-80% en volumen), por lo tanto, estos no son menos importantes que la pasta de cemento endurecida, el agua libre el aire incorporado, el aire naturalmente atrapado, o los aditivos; por el contrario gran parte de las características de las mezclas de mortero o de concreto, tanto en estado plástico como endurecido, depende de las características y propiedades de los agregados, las cuales deben ser estudiadas para obtener morteros y concretos de buena calidad y económicos. Esto nos permite ir un poco más lejos en el estudio de nuevas posibilidades en los agregados que le ponemos al concreto puesto que los estudios revelan el papel tan importante que tiene en una mezcla de concreto y como afecta sus propiedades. En este caso en especial queremos estudiar y analizar cómo se comporta el hueso de res en una mezcla de concreto y las propiedades que puede aportar ya se en resistencia, impermeabilidad y flexibilidad.

3. GENERALIDADES DE LOS HUESOS Y SUS PROPIEDADES PROPIEDADES RESPECTO A LA RESISTENCIA

El hueso, para su estudio, se puede considerar tanto un tejido como una estructura, ya que desempeña dos funciones básicas: control del metabolismo de Ca, P y Mg (función fisiológica), soporte del organismo y protección de órganos (función mecánica). La complejidad mecánica del tejido óseo, compuesto de hueso cortical y hueso trabecular, ambos con comportamientos mecánicos distintos, supera la de la mayoría de los materiales utilizados en ingeniería. La cantidad de hueso se define como la masa mineral o contenido mineral óseo (CMO, en g), expresada normalmente por unidad de área como densidad mineral ósea (DMO, en g/cm2), parámetro de referencia que se utiliza hoy en día para determinar la resistencia ósea. Sin embargo, en los últimos años se ha comprobado que la resistencia ósea no depende solamente de su masa, sino también de sus propiedades geométricas, estructurales y materiales (mineralización y composición de la matriz), englobadas todas ellas en un concepto denominado calidad ósea.

 

  Constituyentes del hueso

Porcentaje

Miliequivalentes por gramo

CATIONES Calcio

26.70

13.30

Magnesio

0,44

0,36

Sodio

0,73

0,32

Potasio

0,05

0,01

12,5

12,1

3,5

1,6

 Acido citrico

0,36

0,14

Cloruros

0,08

0,02

ANIONES Fosforo PO4

como

Dioxido carbono

de

cociente molar 1,65 Tabla 1. Composición mineral de un hueso de bovino desgrasado y seco  

El desplazamiento que sufre el cuerpo o estructura sobre el que se ejerce la fuerza es proporcional a la magnitud de la misma dentro del límite elástico, pero esta proporcionalidad no es la misma para todos los casos y todas las direcciones.

Grafico 1. Propiedades del hueso

El esfuerzo es una resistencia interna de un objeto a una fuerza que actúa sobre él, y se mide en pascales (Pa). En el caso del hueso, los valores fisiológicos de interés se encuentran en el intervalo de millones de pascales (megapascales, MPa).

 

 

Grafico 2. Principios biomecánicos empleados en la determinación de las propiedades mecánicas del hueso.

Por lo tanto, las características obtenidas de la curva carga-desplazamiento nos proporcionarán información relativa a las propiedades mecánicas extrínsecas o estructurales, referidas al hueso como estructura. Sin embargo, la información que obtenemos de la curva esfuerzo-deformación se refiere al tejido óseo como material, conociéndose como propiedades biomecánicas intrínsecas o materiales. La resistencia máxima, o simplemente resistencia, no es más que el esfuerzo máximo necesario para fracturar el material. La fuerza máxima se usa también en ocasiones como un indicador de la resistencia del objeto, pero hay que tener en cuenta que solamente debe usarse para comparar muestras con la misma composición y mismo tamaño. Los huesos son poco elásticos, es decir que por medio de la acción de una fuerza externa no recobran su disposición inicial si esta cesa. Las fuerzas de compresión y tensión de un hueso fresco son de 137,30 MPa y 103,40 MPa respectivamente, su gravedad específica es de 1,90 Las principales partes anatómicas de un hueso largo típico. Se compone desde el exterior hacia su interior del periostio, hueso compacto, hueso esponjoso, endostio y cavidad medular la misma que está presente sólo en huesos largos

 

 

  Composición



En el hombre y mamíferos superiores el hueso se compone de colágeno, sustancia fundamental y minerales. La rigidez y consistencia típica del hueso se debe a que las fibras de colágeno forman andamios sobre los cuales se depositan los cristales de las sales minerales.

Nutriente

Porcentaje

Colágeno (gelatina)

33.30

Fosfato de cal

57.35

Carbonato de cal

3.85

Fosfato magnésico

2.05

Carbonato y cloruros sódicos

3.45

Total

100

Tabla 2. Composición de un hueso de res desgrasado y seco (Sisson y Grossman, 1999)

 

  COMPONENTES

PORCENTAJES

Materia inorganica insoluble en agua

69.67

Materia inorganica soluble en agua

1.25

Colageno

18.64

Complejo mucopolisacarido-proteina mucopolisacarido -proteina

0.24

Material proteinico resistente

1.02

Perdida de agua a menos de 105ºC

8.18

Total

99.00 Tabla 2. Composition hueso bovino (Dukes y Swenson,1981)

4. PRUEBAS O ENSAYOS DE LABORATORIO PARA PARA CONCRETOS CONCRETOS   Resistencia a la compresión:  una característica del concreto es la capacidad que tiene de soportar compresión ejercida sobre este, la forma de evaluar esta resistencia es mediante una prueba mecánica donde se lleva una pieza de concreto hasta su nivel máximo de soporte de carga a compresión de forma concéntrica o axial, normalmente fracturando diferentes piezas para conocer el comportamiento de resistencia del concreto. Para calcular la resistencia de la muestra se divide la carga máxima soportada dada por la lectura de la máquina entre el área promedio de la sección, cuyas dimensiones se conocen previamente. •

  Resistencia a la tensión indirecta:  actualmente este ensayo es aplicado para para medir la resistencia a la tracción, conocido por norma como ‘‘resistencia a compresión •

diametra l’’ y consiste en aplicar una carga de compresión en dirección normal de manera longitudinal sobre la muestra, en este caso para una muestra de forma cilíndrica de manera uniforme sobre ella. Este ensayo también nos puede suministrar información sobre propiedades elásticas de la muestra, fisuraciones por fatiga, por temperatura, deformaciones y efectos de humedad sobre la mezcla en el momento de las fases de curado del concreto.   Ensayo de Modulo de elasticidad:  El presente ensayo nos da a conocer la rigidez del concreto por medio de cargas impuestas sobre el mismo. •

  Ensayo de asentamiento por el cono (slump o cono de Abrams): este ensayo se realiza en obra con hormigón fresco, colocando la mezcla en el molde humedecido, al retirar el molde se toman medidas verticales de la muestra y del molde, donde esta diferencia es el

•

asentamiento de la muestra tomada.

 

5. REFERENCIAS Tesis: Martínez, D. R., Concreto liviano estructural. Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia, 2010. Informe Técnico:

Sisson y Grossman, Anatomía de los animales, 1999. Informe Técnico: Dukes y Swenson, Archivos de medicina veterinaria, 1981. Libro:  Gonzalo Martínez Barrera,Juan Bosco Hernández Zaragoza,Teresa López Lara,Carmina Menchaca Campos (2015), Materiales sustentables y reciclados en la construcción (1 edición)