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Aprovechamiento de los residuos provenientes de cilindros
y vigas de hormigón utilizados en el laboratorio de Ensayo
de Materiales de la Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas
y Matemática de la Universidad Central del Ecuador
para la fabricación de bloques huecos de hormigón con
limadura de acero
Guerra E.*; Ñacata P.**; Muñoz F.***
*Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática,
Carrera de Ingeniería Civil, Quito, Ecuador
e-mail: estefy-g1021@hotmail.com
**Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática,
Carrera de Ingeniería Civil, Quito, Ecuador
e-mail: paulync23@gmail.com
***Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática,
Carrera de Ingeniería Civil, Quito, Ecuador
e-mail: fpmunoz@uce.edu.ec
Resumen
El reciclaje del hormigón en la actualidad permite generar cambios positivos en el medio ambiente toda vez que éste permite
reducir la contaminación y el uso innecesario de espacios que pueden ser destinados para usos productivos. El proceso de
trituración reduce los escombros de hormigón dando paso a un nuevo agregado que puede ser utilizado para distintas obras
civiles con respecto a la limadura de acero, la cual, en algunos casos, es descartada sin considerar el aporte de resistencia a
productos elaborados con hormigón. Los bloques huecos de hormigón fabricados a partir de estos materiales, con la dosica-
ción óptima, lograron obtener resistencias superiores a las establecidos en la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 643 para
bloque. Esta comparación se la realizó tanto para bloques fabricados de manera manual como para los fabricados de manera
industrial. Su costo, en comparación con los ya existentes en el mercado, es relativamente similar. En cuanto a la resistencia
a la compresión, los bloques elaborados con material reciclado poseen una resistencia superior a los bloques fabricados con-
vencionalmente.
Palabras clave: Reciclaje de hormigón y acero, bloques, resistencia a la compresión, reducción de residuos de la construcción.
Abstract
The recycling of concrete at the moment allows to generate positive changes in the environment, since this allows to reduce
the contamination and the unnecessary use of spaces that can be destined for productive uses. The crushing process reduces
the concrete debris giving way to a new aggregate that can be used for dierent civil works with respect to steel ling, which
in some cases is discarded without considering the contribution of resistance to products made with concrete. The hollow
blocks of concrete manufactured from these materials, with the optimal dosage, managed to obtain resistances superior to
those established in the Ecuadorian Technical Norm NTE INEN 643 for block. This comparison was made for both blocks
manufactured manually and for those manufactured in an industrial manner. Its cost, compared to those already existing in
the market, is relatively similar. As for the resistance to compression, blocks of recycled material have a superior resistance.
Keywords:
recycling of concrete and iron, blocks, resistance to compression, reduction of construction wastes
Artículo recibido el XX de julio, 2018; revisado XX de julio de 2018.
Autor para correspondencia: Freddy P. Muñoz Tobar. Correo electrónico: fpmunoz@uce.
edu.ec; Teléfono: 0995822655. Quito-Ecuador
Freddy Paúl Muñoz Tobar
Docente de la Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Mate-
mática de la Universidad Central del Ecuador.
Ingeniero Civil graduado de la Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Ciencias
Físicas y Matemática de la Universidad Central del Ecuador.
Master of Science (M.Sc.) in Municipal Water and Infrastructure specialization Drinking
Water Supply del UNESCO-IHE Institute for Water Education. Delf-e Netherlands.
Estefanía Paola Guerra Granja. Estudiante de la Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de
Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática de la Universidad Central del Ecuador.
Paulina Elizabeth Ñacata Criollo. Estudiante de la Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de
Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática de la Universidad Central del Ecuador.
La preparación de este artículo fue posible gracias a la Carrera de Ingeniería Civil de la
Universidad Central del Ecuador que permitió realizar este trabajo técnico en las insta-
laciones del laboratorio de Ensayo de Materiales de la Facultad de Ingeniería, Ciencias
Físicas y Matemática.
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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1. Introducción
Fomentar el reciclaje o reúso del hormigón en los
tiempos actuales es difícil toda vez que las perso-
nas optan por botar la “basura” o escombros en
lugares que no son destinados para éstos, y de
esta manera se contaminan ríos y obstruyen co-
lectores de aguas lluvia provocando inundaciones
en la época invernal.
El reciclaje del concreto presenta dos ventajas
principales: la primera, reduce la utilización de
nuevos agregados vírgenes y los costos ambien-
tales de explotación, transporte y asociados; y la
segunda, reduce el desecho innecesario de mate-
riales valiosos que pueden ser recuperados y re-
utilizados.
La falta de aprovechamiento de los residuos de
los cilindros y vigas ensayados en el laboratorio
de Ensayo de Materiales de la Facultad de Inge-
niería, Ciencias Físicas y Matemática de la Uni-
versidad Central del Ecuador contribuye con la
contaminación del medio ambiente debido a que
origina focos infecciosos para la proliferación de
vectores y enfermedades; además, contaminan el
suelo y ocupan grandes espacios que podrían ser
utilizados para otros nes.
El concreto es el segundo material más consumi-
do después del agua y moldea la mayor parte de
nuestro entorno. Viviendas, escuelas, hospitales,
ocinas, vías y aceras, todos se realizan a partir
del concreto. El concreto es un material durable y
puede conservarse por cientos de años en muchas
aplicaciones.
En el laboratorio de Ensayo de Materiales de la
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Mate-
mática de la Universidad Central del Ecuador se
realizan ensayos, tanto comerciales como acadé-
micos, por parte de los estudiantes, a los cilindros
de hormigón y vigas con acero de refuerzo, los
cuales posteriormente se acumulan de manera
inadecuada sin ningún uso benecioso. Mediante
la potencialización de un sistema de clasicación
de residuos y de un proceso adecuado para su
reciclaje se pueden reutilizar los residuos como
materia prima para la fabricación de nuevos ma-
teriales de construcción.
2. Fundamentación
Componentes para los bloques de hormigón
reciclado
Reciclaje de hormigón
El concreto puede ser recuperado, triturado y re-
utilizado como agregado en nuevos proyectos, el
cual puede conformar nuevos elementos como
aceras, vías, bloques o cualquier obra que requie-
ra agregados.
Por medio de la trituradora se logra obtener la
granulometría que el constructor requiera para la
realización de algún proyecto en especial.
En particular, los cilindros reciclados deben es-
tar libres de sulfatos, plásticos, materia orgánica,
vidrio, plomo y otros metales pesados. La presen-
cia de cualquiera de los elementos antes mencio-
nados afecta al correcto fraguado y, algunos, en
interacción con el cemento, producen reacciones
que afectan a la resistencia del elemento estructu-
ral, en este caso a la resistencia de los bloques de
hormigón.
Reciclaje de limadura de acero
La limadura de acero tiene una alta resistencia y
durabilidad, esto favorece su aplicación en la in-
dustria de la ingeniería civil.
La limadura de acero cuando se encuentra re-
ducida a polvo es muy utilizada para mejorar el
concreto de los pisos de plantas industriales, ya
que éstos requieren mayor resistencia al desgaste,
por lo tanto, la limadura esparcida al nal de la
colocación del hormigón mejora considerable-
mente la resistencia toda vez que ésta endura la
supercie.
3. Objetivo
Fabricar bloques huecos con hormigón reciclado
y limadura de acero que garantice resistencias su-
periores a las establecidas en la norma vigente.
4. Idea a defender
Mediante el aprovechamiento de los cilindros y
vigas de hormigón ensayados, los cuales son ge-
nerados en el laboratorio de Ensayo de Materia-
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les, y por medio del proceso del reciclaje, fabricar
bloques huecos de hormigón con limadura de
acero, dando como resultado un producto de alta
resistencia.
5. Proceso de producción
El agregado se obtiene mediante un proceso de
trituración de los cilindros, pasando por un pro-
ceso de tamizaje. El tamaño nominal del mismo
será todo aquel que pase por el tamiz número # 4.
El cemento, que es usado para la realización de
los bloques huecos de hormigón, es el Armaduro
de la marca LaFarge Selva Alegre. Este cemento
tiene la característica de rápido fraguado.
La limadura de acero, que fue obtenida de un ta-
ller de torno en la ciudad de Quito, fue lavada por
tres días hasta que el aceite soluble, en el que se
encontraba sumergida para que no se oxide, se
desprenda de ésta. Es conocido que el hormigón
en interacción con grasa o aceites es afectado en
su adherencia con los agregados. Luego de ser la-
vada se la introdujo en el horno por 24 horas para
separar las impurezas mediante la ayuda de un
imán, aplicando el principio de electromagnetis-
mo a n de separar rápidamente las partículas de
acero de plásticos y maderas que se encontraban
presentes.
Se utilizó el método llamado densidad máxima
para el diseño de la mezcla, con una relación
agua/cemento de 0.49 para obtener una resisten-
cia aproximada de 7 a 10 MPa a los 7 días de los
bloques fabricados industrialmente en la empre-
sa “Prefabricados y Construcciones”; al mismo
tiempo se realizaron bloques de manera manual
con la misma relación A/C, dando como resulta-
dos resistencias de 4 a 6 MPa.
Con la nalidad de aumentar la resistencia de los
bloques se añadió un 5% de la limadura de acero
con relación al peso del cemento. Este porcentaje
asegura no incrementar el peso total del bloque al
nal del proceso.
La mezcla para la fabricación de bloques debe te-
ner una consistencia seca, la cual se la comprueba
mediante el ensayo del cono de Abrams, el cual
debe tener un asentamiento igual a 0.
No se utilizaron aditivos debido a que su uso pro-
vocaba que la mezcla se vuelva heterogénea, por
lo cual se descartó su dosicación.
6. Procesos de fabricación manual e
industrial
Fabricación manual
De acuerdo a la dosicación, acorde a los pesos
exactos del agregado triturado, cemento, agua y
limadura de acero, con ayuda de la concretera se
obtuvo la mezcla, misma que se vertió en mol-
des con espesores de 10, 15 y 20 cm. Estos moldes
cumplen con las características establecidas en la
norma correspondiente.
La compactación se la realizó por capas con ayu-
da de tacos de madera, mientras que el vibrado se
realizó artesanalmente, con el uso de los combos
de goma.
Una vez fabricados los bloques se los almacenó
sobre una losa, dejándolos en reposo un día para
que puedan ser manipulados para su respectivo
curado. El curado se lo realizó humedeciéndolos
con agua y luego embalándolos individualmente
con papel lm, y cubriéndolos con plástico negro
en su totalidad.
El proceso de curado debe ser permanente, hasta
un día antes del ensayo de compresión, a n de
eliminar toda presencia de humedad que afecta-
ría en su resistencia.
Ilustración 1. Ensayo cono de Abrams, asentamiento cero.
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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Ilustración 2. Encofrado para proceso manual, bloque de ancho 15 cm.
Fabricación industrial
Con la misma dosicación considerada para la
fabricación manual se procedió a realizar la mez-
cla en la empresa bloquera, la cual empieza con
el mezclado y vertido en la máquina prensadora.
El material, una vez colocado en los moldes, es
sometido a un proceso de vibración electrónica
a través de una banda vibratoria por un tiempo
de un minuto y medio, la compactación de los
mismos es a través de un mecanismo de prensado
hidráulico.
Los bloques, una vez terminados, son dispuestos
a secado natural hasta que puedan ser manipula-
dos para luego ser sometidos al mismo proceso
de curado del proceso manual.
Ilustración 3. Maquina prensadora.
7. Resultados
Tabla 1. Peso de los bloques
PESO BLOQUES
ANCHO MANUAL INDUSTRIAL
cm kg kg
10
12.24 10.63
13.85 10.79
12.36 11.38
15
10.42 13.18
10.51 13.20
10.87 13.15
20
14.44 -
14.73 -
15.02 -
Tabla 2. Resultados del ensayo de compresión
ENSAYO DE COMPRESIÓN NE BLOQUES
(7 DÍAS)
ANCHO MANUAL INDUSTRIAL
cm MPa MPa
10
5.15 6.45
2.78 6.84
7.87 7.55
PROMEDIO
5.27 6.95
15
4.72 9.00
5.83 11.86
7.02 9.72
PROMEDIO
5.86 10.19
20
4.57 -
4.58 -
4.27 -
PROMEDIO
4.47 -
8. Discusión
La fabricación de los bloques se puede realizar de
forma manual o industrial en virtud de que los re-
sultados obtenidos en los ensayos de compresión
en laboratorio comparados con la norma NTE
INEN 643 son óptimos para que el producto sea
comercializado a los 7 días de edad, consideran-
Revista INGENIO N.º 1 vol. 2 (2019)
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do principalmente que los bloques son elementos
que deben tener condiciones de rápido fraguado,
alcanzando resistencias esperadas en los prime-
ros días.
El precio unitario de los bloques está dispuesto
en función de la cantidad de materia prima y re-
cursos utilizados para su fabricación. Como es el
caso del cemento, el cual tiene el mayor grado de
importancia para obtener una mayor resistencia.
Aquí también se debe considerar el costo de otros
recursos indispensables como son: maquinaria,
mano de obra y costo de servicios básicos necesa-
rios para conseguir el producto nal.
El impacto ambiental que se genera al fabricar
los bloques bajo este principio es positivo porque
reduce la producción de escombros mediante el
reciclaje. Además, para aumentar la producción
de los bloques se necesitaría dos condicionantes:
(1) acopiar un volumen de escombros sin mate-
rial orgánico en el laboratorio, y (2) la donación
de limadura de acero por parte de empresas co-
mercializadoras de este producto como Novacero
y Adelca.
Estos bloques pueden destinarse para ser usados
en muros simples o estructurales, ornamentales,
primeras plantas de edicaciones, paredes divi-
sorias internas de las construcciones, muros de
contención, entre otros.
9. Conclusiones
• Se limita su uso para obras en los que no se
empleen como elementos de alivianamiento
dado su mayor peso en comparación a los
bloques de fabricación convencional.
• La compresión de los bloques no se puede
realizar a los 28 días debido a la necesidad
inmediata de comercialización, por lo cual la
resistencia esperada se debe obtener en los 7
primeros días.
• Según la norma NTE INEN 643 la resisten-
cia mayor es de 6 MPa a los 28 días para un
bloque tipo A; a su vez los bloques fabricados
manualmente alcanzan una resistencia simi-
lar en un menor tiempo.
• Los resultados de compresión presentan rela-
ción directa en función del procedimiento de
curado de los bloques.
• Los bloques industrializados fabricados con
la dosicación óptima superan en un 40% la
mayor resistencia según la norma NTE INEN
643.
• Un impacto ambiental negativo generado es
la producción de polvo y ruido producido por
la maquinaria durante la trituración.
• El rango de precios de un bloque de hormi-
gón fabricado bajo esta modalidad va desde
los USD 0.55 hasta USD 1.20 dependiendo de
las dimensiones. Para un bloque de espesor
de 10 cm el PVP es de USD 0.75; mientras que
para un bloque de espesor de 15 cm el PVP es
de USD 1.30.
10. Referencias
[1] Instituto Ecuatoriano de Normalización.
(2012). INEN 643. Obtenido de http://
normaspdf.inen.gob.ec/pdf/nte/639-2.
pdf
[2] Iniciativa por la sostenibilidad del ce-
mento. (Julio de 2009). Reciclando con-
creto. Obtenido de cem: http://cem.
org/publicaciones-CSI/DOCUMEN-
TO-CSI-RECICLAJE-DEL-CONCRE-
TO/RECICLAJE-D-CONCRETO_1.pdf
[3] Maza, C. L. (2007). repositorio.uchile.
Obtenido de http://repositorio.uchile.cl/
bitstream/handle/2250/120397/Evalua-
cion_de_Impactos_Ambientales.pdf
11. Agradecimientos
• Guerra E.P. Agradezco a mi familia, amigos y
Jonathan por su apoyo incondicional en todo
momento. A mi compañera de fórmula Pauly
con quien pude hacer realidad este sueño, al
laboratorio de Ensayo de Materiales por co-
laborarnos, y en especial al ingeniero Freddy
Muñoz por creer en este proyecto y apoyar-
nos para hacerlo realidad.
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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• Ñacata P.E. Agradezco a mi familia, amigos
y todas las personas que colaboraron en la
realización de esta meta, al laboratorio de
Ensayo de Materiales por ayudarnos a re-
alizar nuestra tesis. A mi compañera de tesis
Estefanía por culminar este sueño juntas, y
en especial al ingeniero Freddy Muñoz por
creer en este proyecto y apoyarnos para ha-
cerlo realidad.
