Facultad de Ciencias

Agropecuarias

Escuela de Ingeniería Agroindustrial

CURSO : MECANICA ANALITICA

PROFESOR : IVAN EUGENIO VASQUEZ ALFARO

ALUMNOS : CABRERA SANCHEZ JORGE

TEMA : ELABORACION Y APLICACIONES CONSTRUCTIVAS DE PANELES PREFABRICADOS DE ESCAYOLA ALIGERADA Y REFORZADA CON FIBRAS DE VIDRIO Y OTROS ADITIVOS

CICLO : V

Trujillo – Perú

2011

RESUMEN:

El siguiente trabajo fue realizado para determinar que componentes son los más adecuados para poder reforzar la escayola (yeso) y a la vez aligerarla con diferentes compuestos que son capaces de reducir su peso sin modificar sus características naturales.

Se llevaron a cabo diferentes pruebas las que determinaron la mejora de la escayola respecto a sus propiedades mecánicas como compresión, resistencia, tenacidad, etc.

De esta manera hacer más versátil su aplicación en los diferentes campos de la construcción.

INTRODUCCION:

El yeso es un material a la vez tradicional y nuevo, de empleo milenario y aplicación actual, al que la investigación y nuevas técnicas de fabricación van rejuveneciendo con el tiempo, hasta el punto de que muchos de sus múltiples derivados deben catalogarse como no tradicionales. Material básico que en diversas proporciones y con distintos aditivos cubre una amplia gama de productos de características muy distintas, de forma que a diversos usos pueden corresponder yesos o derivados del yeso con propiedades específicamente adecuadas, que hacen muy difícil analizarlas como si se tratara de un único material. Por tanto al estudiar las propiedades relativas al mismo, se hará referencia a productos de diferentes características.

OBJETIVOS:

Elaborar un panel de escayola reforzado con fibra de vidrio y otros aditivos, capaces de mejorar sus propiedades mecánicas.

Conocer las aplicaciones que se le da a la escayola.

PROPIEDADES DEL YESO COMO MATERIAL PARA LA FABRICACIÓN DEELEMENTOS PREFABRICADOS PARA PARTICIONES.

1. Trabajabilidad.2. Habitabilidad.3. Durabilidad.4. Seguridad. 5. Conclusión sobre la utilización del yeso, como material para la fabricación de elementos prefabricados.

Exigencias y reglas en las particiones prefabricadas de yeso/escayola:

Las directrices comunes UEAtc, para el reconocimiento de la Idoneidad Técnica de los tabiques de yeso, dicta una serie de exigencias que deberán cumplir, todos los tabiques o particiones, no tradicionales. Estas exigencias se enumeran de la siguiente forma:

Seguridad ante acciones mecánicas:La seguridad de los ocupantes debe quedar a cubierto frente a la acción del viento, las diferencias de presión y las reacciones de la obra gruesa sobre el tabique, así como seguridad frente a los choques, producidos como consecuencia de la ocupación normal de los locales.

Seguridad en caso de incendio:Los tabiques no sufrirán daños, hasta la evacuación del incendio, ni desprenderán gases tóxicos en gran cantidad.En caso de duda sobre la resistencia al fuego de los materiales que se puedan incorporar a los elementos a base de yeso, deberán determinarse mediante ensayos de friego.

Comodidad:Deberán cumplir unas ciertas condiciones acústicas en cuanto a transmisión de ruido aéreo y de impacto y unas mínimas condiciones térmicas.El aislamiento acústico y térmico presentado por el tabique en obra, debe satisfacer las exigencias reglamentarias o de uso.

Sequedad:Se mantendrán por debajo de un límite de humectación.

Aspecto:Presentarán un aspecto regular, sin heterogeneidad anormal visible.Su precisión dimensional debe ser tal que, la ejecución de las juntas, así como la reparación eventual de pequeños defectos superficiales, no entrañen alguna anomalía apreciable en el aspecto del conjunto de la obra.Las superficies del tabique acabado, deben presentarse sin deformación ni defecto aparente, alabeo, abombamiento, fisuras, desconchones, etcéteraSi el acabado previsto es una pintura o papel pintado, el paramento bruto debe ser suficientemente liso para evitar una preparación particular.El instituto, dicta unas tolerancias dimensionales y de forma para las placas.

Montaje de instalaciones: Los tabiques estarán constituidos de manera que permitan el montaje de las instalaciones corrientes de uso doméstico en los lugares destinados a ellas.

Lavado y desinfección:Los tabiques deben permitir la desinfección de los locales y el lavado de suelos. En los locales donde los suelos se lavan normalmente, la parte inferior del tabique terminado debe disponerse de tal forma que se evite todo riesgo de humidificación del tabique por su borde inferior para una altura de agua, por encima del suelo de 1 cm.

Paneles de yeso/escayola:Son componentes prefabricados a base de yeso estuco y agua que forman parte de elementos constructivos no portantes. Los paneles de yeso incorporan fibras de vidrio E, para disminuir la fragilidad de la escayola. Poseen superficies planas y van provistos de un machihembrado de lengüeta y ranura en sus cantos. Para disminuir el peso de los paneles se aligeran mediante alveolos circulares longitudinales que sirven además para facilitar la canalización de instalaciones evitando, prácticamente, las rozas.Se comercializan en espesores de 7 y 9 cm, y dimensiones 2900 x 620, 500cm. (alto x ancho).

Conservación de las cualidades:Los tabiques deben conservar todas sus cualidades, derivadas de las exigencias funcionales precedentes, durante un periodo del orden de 30 años, aún bajo la acción de choques.Los tabiques además, presentarán una estabilidad dimensional suficiente que les permita soportar, sin deformación ni fisuración visible, el efecto de las variaciones de temperatura, de humedad y de presión de los ambientes que separan.El tabique terminado deberá permitir la separación de dos locales, uno de los cuales esté a la temperatura de 10 °C y 35% de humedad relativa y otro a la temperatura de25°C con 90% de humedad relativa, sin deformación aparente ni fisuración.

Exigencias constructivas:El tabique deberá presentar superficies aptas para recibir, sobre las dos caras, un revestimiento delgado.Sus elementos tendrán formas regulares, aristas bien definidas y un espesor uniforme, para un mínimo repaso en obra. Permitirán fijarse en ellos, cercos, rodapiés u otras piezas.

MATERIALES.

Tipos de yeso utilizados:Se ha utilizado, en ocasiones, para los primeros tanteos, yeso grueso, pero para el desarrollo normal de la Tesis se ha utilizado, fundamentalmente, escayola E-30 y E-35, cuyas características nominales, según el Pliego RY-85, son las siguientes:-E-30: Escayola constituida por sulfato de calcio semihidrato (S04Cal/2H20), con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado, con una resistencia mínima a flexotracción de 30 kp/cm^. Se utiliza para la ejecución de elementos prefabricados para tabiques y techos.-E-35: Escayola especial constituida por sulfato de calcio semihidrato(S04Cal/2H20), con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado, con mayor pureza que la E-30 y con una resistencia mínima a flexotracción de 35 kp/cm^. Se utiliza para la ejecución de elementos prefabricados para tabiques y techos y en la puesta en obra de estos. 'La relación agua/yeso ó escayola ha sido del 0.8. y del 0.6 dependiendo de si se utilizan aditivos o no.

A. ESCAYOLA ALIGERADA:En este apartado, se estudia, a partir de la teoría de los materiales aligerados, los posibles procesos para aligerar un yeso o una escayola, desde el punto de vista teórico, así como los materiales que se utilizaran en el plan de ensayos, para realizar materiales compuestos aligerados, escayola+aditivos o adiciones.

Los materiales aligerados: Los materiales aligerados son aquellos que en su origen tienen densidades normales y mediante algún procedimiento se hace disminuir su densidad. Este procedimiento consiste en ocupar parte de su volumen con algún material de mucha menor densidad (sólidos celulares como los áridos ligeros ó incluso aire), convirtiéndolo en un material celular.Un material celular es aquel que está constituido por múltiples celdillas de aire o gas en su interior.

Procesos para aligerar la escayola.

MEDIANTE LA OCLUSIÓN DE AIRE EN LA MASA:Se han analizado cuatro procesos para ocluir aire en la escayola:

Aumento de la relación A/E. Realización de la escayola mediante agua carbonatada. Adición de aireantes en la mezcla. Incorporación de espumantes en la mezcla.

MEDIANTE LA INCORPORACIÓN DE CARGAS LIGERAS. Arcilla expandida Perlita Vermiculita Poliestireno expandido

Vidrio celular Corcho natural.

B. ESCAYOLA REFORZADA:Están abiertas en estos momentos tres líneas de investigación sobre el yeso reforzado.1. Mejora de las propiedades del yeso mediante la introdución de fibras en el interior de la matriz.2. Refuerzo del yeso aumentando su compactación Aumentando la fuerza de cohesión intercristalina.3. Refuerzo del yeso mediante la combinación de los procedimientos antes descritos.

CONFECCIÓN DE PROBETAS.

Se utiliza para toda la parte experimental correspondiente a la definición del composite, moldes de dimensiones 4x4xl6cm, fundamentalmente y para la realización de los fragmentos de los elementos prefebricados, se realizan moldes para tal fin. Estos moldes se rellenan con la mezcla correspondiente de escayola, adición y agua.

La mezcla se realiza, en general, incorporando en primer lugar los aditivos al yeso y después las adiciones, mezcladas, en el caso de ser más de una, previamente. Después la mezcla se vierte intentando evitar que se produzcan burbujas de aire. Con tal objeto se coge el molde, una vez lleno, por los extremos y se sacude diez veces sobre la mesa que lo soporta. En ocasiones cuando la pasta, debido a la adición que se le incorpora, está muy seca, se hace necesario también la vibración de la misma para aseguramos el relleno total de la probeta y evitar coqueras.Una vez realizada esta operación, se elimina la pasta sobrante y se alisa la probeta sin ejercer presión sobre la pasta.Pasado de media hora a un dia y siempre que el fraguado haya finalizado, (depende de las adiciones que se incorporan), se desmoldan las probetas.Las probetas así confeccionadas se introducen en la cámara húmeda, excepto las probetas de escayola reforzadas con fibra de vidrio, durante cinco dias con una temperatura de 20±3°C y una humedad relativa del 90±5%.Luego se infroducen en la estufa durante dos días con una temperatura de 42+3°C, hasta peso constante y se someten a ensayo.El amasado de las probeteis se realiza de forma manual, excepto en las probetas de escayola aligerada con espumantes, donde se somete a la escayola con el espumante añadido un batido con batidora eléctrica, para que el espumante pueda actuar.

Para la realización de las probetas se sigue el plan experimental:1°. Determinación del compuesto propuesto: Escayola sin adiciones; Escayola aligerada; Escayola reforzada; Escayola aligerada y reforzada.2°. Caracterización del compuesto.3°. Elaboración de los elementos para particiones prefabricadas, con el composite propuesto

RESULTADOS EXPERIMENTALES.

En este capítulo, se resumen los resultados, media de tres probetas para cada serie, obtenidos en los ensayos realizados sobre distintos materiales compuestos, a fin de determinar cuales son los sistemas más adecuados para mejorar (aligerar y aumentar su tenacidad), la escayola utilizada para la realización de elementos prefabricados para particiones.En la redacción de este capítulo, se ha seguido el orden del plan experimental:1. Resultados de los ensayos mecánicos realizados sobre series confeccionadas mediante los sistemas estudiados en el capítulo de materiales para aligerar la escayola.2. Resultados de los ensayos mecánicos realizados sobre probetas de escayola reforzada, mediante los procedimientos descritos en el capítulo de materiales.3. Resultados de los ensayos mecánicos realizados sobre series de probetas de escayola aligerada y reforzada, confeccionadas con los procesos más adecuados de los puntos anteriores.4. Resultados de ensayos físicos y mecánicos realizados sobre el composite que se decide más aecuado, de entre los analizados, para sustituir a la escayola como material para la realización de elementos prefabricados para particiones.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En este capítulo se comparan los resultados obtenidos con la teoría de los materiales compuestos.Además, se propone el diseño de posibles elementos para particiones prefabricadas, realizados con el material denominado "yeso-corcho" que sustituyan de forma adecuada y superando los inconvenientes denotados en los elementos prefabricados para particiones comercializados en la actualidad.Una vez diseñados los elementos en papel, se realizan fragmentos de los mismos a escala real, y se ensayan a compresión y a cuelgue, así como se determinan otras propiedades como la dureza superficial, la densidad de los mismos y el coeficiente de absorción sonora.

CONCLUSIONES.

En este capítulo se recopilan las conclusiones y aportaciones, que se han ido obteniendo a lo largo de la tesis.Gracias a estas conclusiones parciales se ha podido concluir en el objetivo del estudio, como se demuestra en el capítulo anterior a través de los ensayos realizados, es decir, la realización de elementos para particiones prefabricadas, capaces de mejorar los inconvenientes de los comercializados en la actualidad.

APLICACIONES:

Se emplean sobre todo en edificación para particiones interiores, ligeras, no portantes. Permiten un montaje sencillo y rápido de gran precisión debido a su machihembrado. Se aparejan con yeso-cola.

Reducir de la densidad, facilitando: La puesta en obra y por tanto el rendimiento de la mano de obra. El transporte, al ser más manejables se minimizan las roturas y desconchones.

Las aplicaciones fundamentales de materiales de baja densidad son:Realización de rellenos, evitando el colapso por sobrecargas debido al peso propio, principalmente en la rehabilitación de edificios.

Prefabricados de gran tamaño.

Mejorar el aislamiento: A Térmico: por la inclusión de celdillas de aire en reposo. Mejora del

coeficiente de conductividad térmica de los materiales. Acústico; absorción de la energía de impacto. Incremento de la resistencia al fuego.

Aplicaciones de estos materiales: absorción de la energía impacto. Colaboración en el aislamiento térmico del conjunto. Incremento de la resistencia al fuego.

Incremento de la vida útil del material:Mejorando su comportamiento ante la heladicidad.

Inconvenientes:En ocasiones puede que la mejora de alguna de estas características suponga una reducción en las resistencias mecánicas del material o de su dureza superficial.

BIBLIOGRAFÍA

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