Aprovechamiento de la escoria de fundición de cobre en la elaboración de adoquines de tránsito peatonal comparado con los tradicionales

Abstract

El aumento en el Perú de la producción de cobre, que se viene dando a lo largo de los años, provoca un gran impacto ambiental en nuestra sociedad por la gran cantidad de residuos mineros (escoria de fundición de cobre) que deterioran la flora y fauna circundante a los almacenes pasivos. Para contrarrestar este efecto, esta investigación empleó métodos y objetivos establecidos en la reunión de los objetivos del desarrollo sostenible (ODS). Es así que, el objetivo de esta investigación, se centró en determinar cómo las escorias de fundición de cobre (EFC) remplazan al cemento portland (CP) tipo IP, en proporción peso a la hora de elaborar un adoquín, sustituciones que van en porcentajes del 10%, 15% y 20% con dos tipos de relación agua, cemento (a/c= 0.45 y 0.50) comparados con adoquines elaborados con CP y con los adoquines de mercado; para ello se utilizó agregados que están de acuerdo a las normas técnicas, donde previamente se realizaron ensayos de granulometría, módulo de fineza, peso específico, absorción, contenido de humedad y peso unitario. Luego se estableció el diseño del nuevo adoquín teniendo en cuenta su modularidad; es así que se determinó la variación de resistencia, absorción, dimensionamiento en los tiempos de 7, 14 y 28 días respecto al adoquín patrón tradicional y lo adquirido en el mercado. Para el ensayo de resistencia a la compresión, se fabricaron adoquines patrones y adoquines en diferentes porcentajes de sustitución (patrón, 10%, 15% y 20%) de CP por EFC con un espesor de 4cm de tipo I y en periodos de curado (7,14 y 28 días), tal como indica la (NTP 399.611, 2017) para luego determinar el ensayo de dimensionamiento relación a/c =0.45 y 0.50. Por último, para realizar el ensayo de absorción, se fabricó otros ejemplares en tiempos de 28 días tanto en relación (a/c = 0.45 y 0.50) en los diferentes porcentajes de sustitución (patrón, 10%, 15% y 20%) de CP por EFC, este mismo procedimiento de ensayos se repite para el adoquín comprado en el mercado. Respecto a las conclusiones que se llegaron a obtener sobre la resistencia a la compresión, el resultado óptimo fue al 15% de sustitución de CP por EFC relación a/c = 0.50 comparados con el adoquín patrón realizados en el laboratorio de la UAC donde se evidencia que la resistencia es similar en un 1.36%; respecto a la absorción y el dimensionamiento relación a/c=0.50 se evidencia que, todas las sustituciones del adoquín (patrón, 10%,15% y 20%) se encuentran en el promedio y cumplen con la (NTP 399.611, 2017). Otra de las conclusiones que se llegaron a obtener según relación a/c = 0.45 fueron que, por resistencia a la compresión el resultado óptimo fue al 20% de sustitución de CP por EFC comparados con el adoquín patrón, donde se evidenció que la resistencia es superior en 2.98%; respecto a la absorción y el dimensionamiento relación a/c=0.45, se comprueba que todas las sustituciones del adoquín (patrón, 10%,15% y 20%) se encuentran en el promedio y cumplen con la (NTP 399.611, 2017). Finalmente, para concluir los ensayos se realizó un análisis y comparación, entre los adoquines realizados en el laboratorio de la Universidad Andina del Cusco y los adoquines adquiridos de mercado, donde el adoquín con 20% de remplazo relación a/c=0.45 es superior en 49.28% al adoquín del mercado actual en cuanto a resistencia a la compresión; de igual forma se realizó una comparación entre el adoquín con 15% de sustitución relación a/c = 0.50 y el de mercado, llegando a la conclusión que el adoquín de 15% de remplazo es superior en 52.81% con el de mercado; respecto a la absorción y dimensionamiento se evidencia que tanto los adoquines con relación a/c=0.45 y 0.50 cumplen con la absorción según la (NTP 399.611, 2017) mientras que los comprados en mercado no cumplen la absorción, pero si cumplen la compresión.

The increase in copper production in Peru that has been occurring over the years, causes a great environmental impact on our society, due to the large amount of mining waste (copper smelting slag) that deteriorates the flora and fauna surrounding passive warehouses; To counteract thiseffect, this research used methods and objectives established in the meeting of the SustainableDevelopment Goals (DGs). Thus, the objective of this research was focused on determining how copper foundry slags (EFC) replace IP-type portland cement (CP) in weight proportion when making a paving stone,substitutions ranging in percentages of 10% , 15% and 20% with two types of water, cement ratio (a / c = 0.45 and 0.50) compared with pavers made with CP and with market pavers; Forthis, aggregates that are in accordance with technical standards were used, where granulometry,fineness modulus, specific weight, absorption, moisture content and unit weight tests werepreviously carried out, then the design of the new paver was established taking into account its modularity. ; Thus, the variation of resistance, absorption, dimensioning was determined in thetimes of 7, 14 and 28 days with respect to the traditional standard paving stone and what was acquired in the market. For the compression resistance test, standard paving stones and paving stones were manufactured in different percentages of substitution (pattern, 10%, 15% and 20%) of CP by EFC with a thickness of 4 cm of type I and in curing periods (7 , 14 and 28 days), asindicated by (NTP 399.611, 2017) to then determine the sizing test in relation to a / c = 0.45and 0.50. Finally, to carry out the absorption test, other specimens were manufactured in timesof 28 days both in relation (a / c = 0.45 and 0.50) in the different percentages of substitution(standard, 10%, 15% and 20%) of CP By EFC, this same test procedure is repeated for thepaving stone purchased on the market. Regarding the conclusions that were reached on the resistance to compression, the optimalresult was a 15% substitution of PC by EFC relation a / c = 0.50 compared with the standard paving stone made in the UAC laboratory where it is evidenced that the resistance is similar ina 1.36%; Regarding the absorption and the dimensioning in relation to a / c = 0.50, it is evident that all the substitutions of the paving stone (pattern, 10%, 15% and 20%) are in the averageand comply with the (NTP 399.611, 2017). Another of the conclusions that were obtained according to the relation a / c = 0.45 were that due to compressive strength, the optimal result was a 20% substitution of CP for EFC compared to the standard paving stone, where it was evidenced that the resistance is higher by 2.89%; Regarding the absorption and the dimensioning relation a / c = 0.45, it is verified that all the substitutions of the paving stone (pattern, 10%, 15% and 20%) are in the average and comply with the (NTP 399.611, 2017). Finally, to conclude the tests, an analysis and comparison was made between the paving stones made in the laboratory of the Andean University of Cusco and the paving stones acquired from the market, where the paving stone with 20% replacement in relation to a / c = 0.45 is higher in 49.28 % to the paving stone of the current market in terms of resistance to compression; in the same way, a comparison was made between the paving stone with 15% replacement ratio a / c = 0.50 and the market one, reaching the conclusion that the paving stone with 15% replacement is 52.81% higher than the market one; Regarding absorption and sizing, it is evident that both the paving stones with a / c = 0.45 and 0.50 comply with the absorption according to (NTP 399.611, 2017) while those purchased in the market do not comply with the absorption, but do comply with compression.