Metodología basada en técnicas físicas y computacionales para la optimización de un tabicón elaborado con desecho industrial
Resumen
El poli óxido de fenileno, conocido como Noryl, es un desecho post industrial que al no tener uso definido es acumulado, generando contaminación. En este trabajo se propone una metodología para la reutilización de este desecho como sustituto de los agregados pétreos en la elaboración de tabicones de concreto ligeros con mejores características físicas. La metodología propone primero generar especímenes de prueba para ser sometidos a pruebas mecánicas, absorción de agua y cálculo de masa volumétrica. Con base en los resultados experimentales obtenidos, se utiliza una red neuronal para modelar su comportamiento y se aplica un algoritmo de cúmulo de partículas (PSO) para identificar la proporción óptima de Noryl a utilizar en la fabricación de tabicones de concreto. Los resultados obtenidos se probaron físicamente, mostrando que los prototipos modificados presentan una mejora en la resistencia a la compresión con un porcentaje menor de absorción y menor masa volumétrica que los tabicones convencionales.
Descargas
Citas
ASTM International. (2007). Standard Specification for Concrete Aggregates (ASTM C33-07). West Conshohocken, PA. DOI: 10.1520/C0033-07
ASTM International. (2007). Standard Specification for Portland Cement (ASTM C150-07). West Conshohocken, PA. DOI: 10.1520/C0150-07
Dixon, D. E., Prestrera, J. R., Burg, G. R., Chairman, S. A., Abdun-Nur, E. A., Barton, S. G., ... & Lee, S. H. (1991). Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete (ACI 211.1-91) 1-38.
Eberhart, R. C., & Shi, Y. (2001, May). Tracking and optimizing dynamic systems with particle swarms. In Proceedings of the 2001 congress on evolutionary computation (IEEE Cat. No. 01TH8546) (Vol. 1, pp. 94-100). IEEE. DOI: 10.1109/CEC.2001.934376
Hernández-Zaragoza, J. B., López-Lara, T., Horta-Rangel, J., López-Cajún, C., Rojas-González, E., García-Rodríguez, F. J., & Adue, J. (2013). Cellular concrete bricks with recycled expanded polystyrene aggregate. Advances in Materials Science and Engineering, 2013. doi.org/10.1155/2013/160162
Keshavarz, Z., & Mostofinejad, D. (2019). Porcelain and red ceramic wastes used as replacements for coarse aggregate in concrete. Construction and Building Materials, 195, 218-230. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.033
Li, D., & Kaewunruen, S. (2019). Mechanical properties of concrete with recycled composite and plastic aggregates. International Journal, 17(60), 231-238. DOI: https://doi.org/10.21660/2019.60.8114
Mohammadinia, A., Wong, Y. C., Arulrajah, A., & Horpibulsuk, S. (2019). Strength evaluation of utilizing recycled plastic waste and recycled crushed glass in concrete footpaths. Construction and Building Materials, 197, 489-496. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.192
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, S. C. (2011). Industria de la construcción-Mampostería-Bloques, Tabiques o Ladrillos y Tabicones para uso no estructural- Especificaciones y Métodos de ensayo (NMX-C-441-ONNCCE-2011). Diario Oficial de la Federación, México.
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, S. C. (2013). Industria de la Construcción- Mampostería- Determinación de las Dimensiones de Bloques, Tabiques o Ladrillos y Tabicones- Método de Ensayo (NMX-C-038-ONNCCE 2013). Diario Oficial de la Federación, México.
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, S. C. (2017). Industria de la Construcción-Agregados para Concreto Hidráulico-Especificaciones y Métodos de Ensayo (NMX-C-111-ONNCCE-2017). Diario Oficial de la Federación, México.
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, S. C. (2017). Industria de la Construcción-Cementantes Hidráulicos-Especificaciones y Métodos de Ensayo (NMX-C-414 ONNCCE-2017). Diario Oficial de la Federación, México.
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, S. C. (2019). Industria de la Construcción-Agua para concreto-Especificaciones (NMX-C-122-ONNCCE-2019). Diario Oficial de la Federación, México.
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, S. C. (2011). Industria de la construcción-Mampostería-Resistencia a la compresión de bloques, tabiques (ladrillos y tabicones) y adoquines-Método de ensayo (NMX-C-036-ONNCCE-2013). Diario Oficial de la Federación, México.
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, S. C. (2011). Industria de la Construcción-Agregados-Contenido de agua por secado-Método de ensayo (NMX-C-166- ONNCCE-2018). Diario Oficial de la Federación, México.
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, S. C. (2011). Industria de la Construcción-Mampostería-Determinación de la absorción total y la absorción inicial de agua en bloques, tabiques o ladrillos y tabicones-Método de ensayo (NMX-C-037-ONNCCE-2012). Diario Oficial de la Federación, México.
Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación, S. C. (2011). Industria de la Construcción-Agregados-masa volumétrica-Método de prueba (NMX-C-073-ONNCCE-2004). Diario Oficial de la Federación, México.
Peceño, B., Arenas, C., Alonso-Fariñas, B., & Leiva, C. (2019). Substitution of coarse aggregates with mollusk-shell waste in acoustic-absorbing concrete. Journal of Materials in Civil Engineering, 31(6), 04019077. DOI: 10.1061/(asce)mt.1943-5533.0002719
Plásticos especiales. (2020). Metalium. https://metalium.mx/plasticos-especiales/noryl-en-265-(ppo)/NORYL#
Polióxido de Fenileno ( PPO (modificado), PPE (modificado) ) Información sobre el Material. (2008). Goodfellow Corporation. http://www.goodfellowusa.com/S/Polioxido-de-Fenileno.html
SEMARNAT. (2019, enero). Tiraderos a cielo abierto dañan ambiente y salud humana. https://www.gob.mx/semarnat/es/articulos/tiraderos-a-cielo-abierto-danan-ambiente-y-salud-humana?idiom=es#:~:text=Sin%20embargo%2C%20en%20M%C3%A9xico%20el,residuos%20tiene%2C%20una%20relevancia%20fundamental.
Shamshirband, S., Tavakkoli, A., Roy, C. B., Motamedi, S., Song, K. I., Hashim, R., & Islam, S. M. (2015). Hybrid intelligent model for approximating unconfined compressive strength of cement-based bricks with odd-valued array of peat content (0–29%). Powder Technology, 284, 560-570. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2015.07.026
Shi, Y., & Eberhart, R. C. (2001, May). Fuzzy adaptive particle swarm optimization. In Proceedings of the 2001 congress on evolutionary computation (IEEE Cat. No. 01TH8546) (Vol. 1, pp. 101-106). IEEE. DOI: 10.1109/CEC.2001.934377
Sipos, T. K., Milicevic, I., & Siddique, R. (2017). Model for mix design of brick aggregate concrete based on neural network modelling. Construction and building materials, 148, 757-769. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.111
Yan, B., Huang, L., Yan, L., Gao, C., & Kasal, B. (2017). Behavior of flax FRP tube encased recycled aggregate concrete with clay brick aggregate. Construction and Building Materials, 136, 265-276. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.01.046
Zheng, C., Lou, C., Du, G., Li, X., Liu, Z., & Li, L. (2018). Mechanical properties of recycled concrete with demolished waste concrete aggregate and clay brick aggregate. Results in Physics, 9, 1317-1322. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2018.04.061