Direccin General de EscuelasDIRECCIN DE EDUCACIN SUPERIORPROFESORADO DE EDUCACIN SECUNDARIA DE LA MODALIDAD TCNICO PROFESIONAL EN CONCURRENCIA CON EL TTULO DE BASE (Resolucin CFE 63/08)

INSTITUTO DE ENSEANZA SUPERIOR N 9-011 DEL ATUEL

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALESPAPELCRETE

PROFESOR: ING. WALTER AQUINDO

ALUMNOS: Burquet Jos Luis, Maunas Ever, Poblet Fabian, Zuleta Jos A

Mezclas con baja proporcin de Cemento aplicables a Materiales y Tcnicas Constructivas utilizando Papel Reciclado.El hormign es el material de construccin ms empleado, y su alto costo en la construccin ha generado la bsqueda de alternativas que garanticen la calidad, resistencia y durabilidad.La industria del cemento acarrea un gran impacto ambiental negativo para la salud y costos medioambientales, entre otros, la enorme cantidad de energa consumida para la fabricacin del cemento los gases de combustin de los hornos y el CO2 liberado durante el proceso. El polvo, especialmente la slice libre, constituye un riesgo importante para la salud de los empleados de la planta as como tambin la calidad de aire de sus alrededores que resulta del transporte de los materiales como las bandas de transporte (cintas transportadoras), pilas de acopio y camiones que lo transportan.En este proyecto, se plante la necesidad de elaborar bloques de cemento, arena blanca y papel reciclable, utilizando pequea proporcin de ligantes como cemento que sean apropiadas para fabricar materiales constructivos durables, econmicos, de bajo peso y con buena aislacin trmica, aduciendo significativamente el impacto ambiental que produce la fabricacin tradicional de bloques, ladrillos y revestimientos. El hecho de que este material proporciona una ventaja econmica considerable y adems, posee caractersticas que lo hace ms ligero que el bloque convencional. La forma de lograr un bloque ligero y resistente consiste en hacer una mezcla de cemento, arena blanca y papel reciclado donde estos se incorporen obteniendo una buena consistencia en la misma.PAPERCRETE o Concreto fibroso es un material de construccin relativamente nuevo, que consiste en fibras de papel reciclado mezcladas con cemento Portland (formula bsica). El resultado es un mortero similar al concreto que puede aplicarse como revoque, ladrillos o encofrado, siendo extremadamente leve, fuerte, econmico y muy ecolgico. Debido a su alto contenido de fibras (90%) y baja cantidad de cemento, su produccin implica un impacto ambiental nulo. Su fabricacin es rpida, muy econmica (existen toneladas de papel y cartn disponibles gratuitamente), y se puede producir en grandes cantidades de manera simple y con poca inversin.Se plantea la incorporacin de una nueva tcnica de fabricacin de ladrillos hechos a base de papel reciclado, cemento Portland de tipo I y arena blanca.El papel al poseer caractersticas particulares entre las que destacan su liviano peso, ser aislante de sonido y temperaturas, hacen que este sea una alternativa para ser usado como material constructivo.

Objetivos especficos Elaborar ladrillos resistentes y de menor costo posible, utilizando una mezcla de cemento portland tipo I, arena blanca y papel reciclado. Realizar todos los ensayos pertinentes a diferentes tipos de ladrillos con el diseo de mezcla preestablecido para la determinacin de sus propiedades mecnicas y fsicas. Estudiar el comportamiento del ladrillos sometido a diferentes temperaturas, y exponindolo al medio ambiente. Analizar los costos producidos en la fabricacin de dichos ladrillos. Estudiar el impacto ecolgico que conllevara la industrializacin de dicho ladrillos y su aplicacin en sistemas constructivos.Portland Tipo I: Este tipo de cemento es de uso general, y se emplea cuando no se requiere de propiedades y caractersticas especiales que lo protejan del ataque de factores agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de hidratacin. Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento estn: pisos, pavimentos, edificios, estructuras, elementos prefabricados.Papel reciclado: El reciclaje de papeles se inicia con la recoleccin, en zonas urbanas, de papeles y cartones usados para transformarlos en nuevos productos. El material recolectado es destinado a la industria, donde se le separan las fibras vegetales de las impurezas.El papel es una estructura obtenida en base a fibras vegetales de celulosa, formando una hoja resistente y flexible. Estas fibras provienen del rbol y, segn su longitud, se habla de fibras largas de aproximadamente 3 milmetros (generalmente obtenidas de pino insigne u otras conferas) o de fibras cortas de 1 a 2 milmetros (obtenidas principalmente del eucalipto).Dependiendo del uso final que se le dar al papel se utiliza una mezcla de los diferentes tipos de fibras, las que aportarn sus caractersticas especficas al producto final. As, un papel para fabricar sacos de cemento su resistencia es muy importante, se fabrica con fibras largas, en cambio un papel para escribir, en que su resistencia no es un atributo clave, pero si su formacin, textura y opacidad, se fabrica principalmente con fibras cortas.Arena blanca Se entiende como produccin de arena de lago el procesamiento o no de estos materiales en tamizadoras, trituradoras y lavadoras con el objeto de suministrar agregados para dicho trabajo. La arena utilizada en la relacin de las mezclas, debe carecer de materias orgnicas que alteren las propiedades del mismo ladrillo. En estado natural o despus de ser lavadas.Ensayos preliminaresLa Moldeabilidad del Papercrete ofrece una gran flexibilidad en la forma diseada de estructuras. Techos abovedados/techos pueden ser construidos comnmente con este material.Comment by FLIAPOBLET: AgregadoSu rigidez es muchas veces menor que la del hormign, pero suficiente para el sostenimiento de las cargas del techo en algunos edificios de baja altura.

Papercrete tambin ha sido probado para determinar su resistencia a la traccin. un bloque papercrete es el equivalente de cientos de pginas de papel - casi como un catlogo. Papercrete tiene muy buena resistencia al corte como un bloque.Resistencia al fuego: se realiz en una parrilla domstica. Se gener abundante fuego con ramas, maderas y hojas secas, de manera que llegara a envolver al ladrillo, tratando de mantenerlo constante durante todo el desarrollo de la prueba.Ladrillo de Papel Cemento Frmula Resistente 22 x 11 x 5 cm. Temperatura superficial antes de la prueba 26.2En fuego directo no forma llama, luego de 1 hora se desgrana un poco en su cara expuesta a fuego directo, aunque menos que el de frmula Liviana.Se lo retira del fuego luego de casi 2 hs, se lo parte al medio con una pala y se ve que no forma brasa en su interior. El ladrillo luce entero y cuesta mucho ms trabajo partirlo. Conclusin, este ladrillo no forma llama ni brasa.La resistencia al fuego es otorgada por el cemento que contienen las mezclas. A menor cantidad de cemento y mayor cantidad de agregados livianos, menor es la resistencia al fuego.Ensayo de Absorcin de Agua: Se pesan en seco los ladrillos con balanza digital. Luego de 24 hs se retiran del agua, se secan con un pao y se vuelven a pesar.Frmula Resistente: papel seco, cemento, arena, agua.Peso seco gr 1751, peso hmedo 2088 gr, diferencia de peso 337gr, porcentaje (%) absorcin de agua 19,25 %.No se deforma a la presin con los dedos en caras ni aristas. No vara en sus dimensiones. Este ladrillo fue fabricado con el papel sin licuar, cortado en piezas de aprox. 1,5 cm x 1,5 cm, cemento, agua y arena como aditivo.Los ladrillos de las frmulas resistentes ensayadas, probablemente seran adecuados para su uso estructural, para 2 o 3 pisos, segn antecedentes internacionales, a verificar con ensayos, presentando la mayora de ellos un aspecto y sonido a la percusin similares a las de un ladrillo comn. La mayora no se deforman en condiciones de humedad extrema, por lo que se presume que podran soportar cargas de compresin tambin similares a las de un ladrillo comn, para viviendas de esa cantidad de pisos.

Transmisin del calor: Se usa un horno elctrico como fuente de calor comparando la frmula de ladrillo resistente con un ladrillo comn.Puerta del horno temperatura inicial cara externa 157.8 a 197.4, temperatura final cara externa 197.4 a 208.2tem.Ladrillo frmula Resistente.Ladrillo comn.

Peso ladrillo gr.17512000

Temperatura Inicial cara externa.23.120.7

Temperatura final cara externa54.252.6

Temperatura final cara en contacto con calor.118.9147.1

Diferencia de temperatura en la cara externa entre inicio y final ensayo.31.131.9

Diferencia de temperatura entre la cara externa y la cara en contacto con el calor ambas al final del ensayo.64.794.5

La diferencia de temperatura entre la cara en contacto con la fuente de calor y la cara exterior, que representara la cara interna de una construccin, es menor cuanto ms liviana es la frmula.Destacamos que no hay demasiada diferencia entre el ladrillo comn y el ladrillo de Arena de frmula Resistente, con una diferencia a favor sin embargo, del ladrillo de Arena. Esto nos lleva a la conclusin de que se debera encontrar un razonable equilibrio en la frmula entre la mayor resistencia que otorga la arena y la aislacin trmica que aporta el papel.

ALGUNAS NORMAS APLICADAS PARA ENSAYOS SOBRE PAPEL CEMENTO

Absorcin de Agua: ASTM C1185-99ASTM D790-97. American Society for Testing and Materials (2001). Standard test method for flexural properties of plastics. Philadelphia. USA.ASM Section11th. American Society for Microbiology (1974). Manual of clinical microbiology. Washington. USA. Pelczar Michael J., Reid Rogar D. (1990). Microbiologa. Mxico DF. Mxico.ASTM C1225. American Society for Testing and Materials (2001). Specification for non-asbestos fiber-cement roofing singles shakes and slates. Philadelphia. USA. TAS 135-95, ASTM. Testing Application Standard, American Society for Testing and Materials (2001). Standard requirements for fiber cement shingles, shakes or panels. Philadelphia. USA.

PASOS NECESARIOS PREVIOS A LA ETAPA DE FABRICACIN Se piensa en una Fbrica Social donde gran parte del equipamiento sea fabricado por los cooperativistas, en su mayor parte con materiales donados o reciclados.

Se parte del supuesto de que la fbrica estar armada y equipada con el aporte de subsidios y donaciones, al momento de comenzar la produccin.

Antes de iniciar el programa se encargarn estudios a un especialista en Mrketing experto en la creciente demanda de Productos Sustentables en los mercados.

Un diseador industrial asesorar en todos los aspectos de su especialidad respecto al lay out de la fbrica, maquinarias y funcionamiento.

Los honorarios de estos profesionales sern pagados con fondos del Subsidio.

Durante el tiempo que dure la puesta a punto del lugar de trabajo se realizar paralelamente la capacitacin de los operarios.

Como contraparte de los subsidios obtenidos y de la capacitacin llevada a cabo por los futuros trabajadores se encargarn de las tareas de puesta a punto del local y fabricacin de moldes, mesas, estanteras, bases de traslado, etc.

Para el secado de las placas hace a la ptima sustentabilidad ambiental del emprendimiento que se disponga de un local donde pueda aprovecharse el calor residual de otros procesos industriales: calderas, hornos, compresores, etc., o en su defecto, de un terreno, patio o terraza con buen asoleamiento para montar dispositivos de efecto invernadero.

CONCLUSIONES

Son livianos, lo que contribuye al ahorro de combustible empleado en el traslado de las piezas terminadas, ayudando a disminuir las emisiones de Gases de Efecto Invernadero, permitiendo asimismo alivianar el peso soportado por las estructuras portantes.

Poseen propiedades de aislacin trmica, contribuyendo al ahorro de energa para acondicionamiento trmico.

Se ha comprobado su buena capacidad de aislacin acstica.

Poseen la cualidad de regular la humedad, permitiendo lograr ambientes interiores ms saludables.

Incorporan como agregado Residuos Urbanos y de Construccin que se desechan habitualmente en relleno sanitario.

Se verifica su competitividad econmica respecto a materiales de mercado similares y su aptitud para la generacin de Empleos Verdes.

El empleo de materiales fabricados con papel y fibras naturales apunta a lograr una arquitectura ms sostenible, contribuyendo a disminuir el alto impacto ambiental de la construccin.

DETALLE DE PRESTACIONES DE SUSTENTABILIDAD:

Costo de materiales bajsimo: 90% de los materiales (papel y agua) son prcticamente gratuitos.

Costo de mano de obra bajo: se produce rpidamente, en grandes cantidades y con personal no experimentado.

El costo de lanzamiento de una mini-fabrica para la construccin propia es bajo: una misma maquina hace de remojadora y trituradora de papel; mezcladora de cemento y vertedora en moldes de ladrillos, bloques o encofrados.

Material duro una vez seco, debido a las fibras de celulosa que refuerzan el cemento.

Material muy leve, til para transportar, manipular, menor peso de la construccin final.

Alto ndice de aislamiento trmico (R12 en pared de 10cm), mayor que el poliuretano, poliestireno y la lana de vidrio.

Alto ndice de aislamiento acstico.

Alta resistencia a la fuerza de compresin (140-260 Psi)

Alta resistencia a la fuerza de tensin. (eq. a 100 hojas de papel apiladas).

Equilibra la humedad ambiente dentro de la casa (al igual que el adobe).

La misma masa del ladrillo puede ser usada para pegarlos unos con otros, tambin como revocado, siendo leve y fcil de proyectar.

Es posible utilizar el Lanzacrete, que proyecta la masa con aire comprimido.

Se pueden producir grandes cantidades de masa en poco tiempo (la trituradora de 1000 litros procesa 0,43m3 en 7 minutos)

Producto resistente al fuego: expuesto en la llama se deteriora lentmente, pero no se enciende

El Papercrete jams se agrieta.

Puede ser cortado con trincheta, aserrado, agujereado, moldeado, etc.

La termita no gusta del papercrete, con aditivos especiales se pueden repeler mohos y otras pestes similares.

Existen aditivos qumicos y naturales para hacerlo impermeable. Tambin puede ser revocado exteriormente con estucos o membranas elastomericas o asflticas.

El papercrete se liga naturalmente a la madera, cal, cemento, piedra, etc.

Las construcciones de Papercrete tienen un buen desempeo durante la actividad ssmica debido a que son leves y flexibles.

ECOLGICOS

Reciclar papel ahorra rboles e reduce la emisin de gases de efecto invernadero.

Cerca del 40% del desperdicio urbano es papel. Recorte en la presencia de papel y cartn como desperdicio.

Reduciendo el consumo de cemento tambin se ahorran rboles (quemados en los hornos de cemento) y se reduce l emisin de gases de efecto invernadero.

Se reduce la utilizacin de madera en la estructura/cobertura de la casa -ahorrando tambin rboles.

Al reducir el consumo de ladrillos convencionales tambin ahorra rboles y disminuye la emisin de gases de efecto invernadero.