Thesis
Construcción experimental con elementos prefabricados y aislantes térmicos para edificaciones de bajo costo
Fecha
2008-11-05Registro en:
Hernández Ruiz, Joel. (2006). Construcción experimental con elementos prefabricados y aislantes térmicos para edificaciones de bajo costo (Maestría en Ciencias en Conservación y Aprovechamiento de Recursos Naturales). Instituto Politécnico Nacional, Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Oaxaca, México.
Autor
Hernández Ruiz, Joel
Institución
Resumen
RESUMEN: En el presente estudio, se propone un nuevo sistema de construcción semi-fabricado, el cual se denominó Ferro-prefab. Este es un sistema híbrido de ferrocemento y estructura metálica que puede usarse para la construcción de edificios y consiste en elementos modulares de tipo C para muros, y ferrocemento soportado por una estructura metálica para la cubierta. El mortero auto-compactable fue usado para fabricar muros y contenedores de huevo como material aislante. Se evaluaron las propiedades del mortero en estado fresco y endurecido, y se determinó la conductividad térmica de especímenes multi-compuestos que simularon muros y cubiertas usando el método del estado térmico estable, de acuerdo a la norma NMX-C-181-1984. Se revisó la integridad estructural del edificio usando el método de análisis sísmico simplificado recomendado por las normas mexicanas y el reglamento de construcción de Oaxaca. Finalmente, se construyó un prototipo de tamaño real, denominado Sala de Juntas-Aula, usando el sistema Ferro-prefab y el costo de la construcción se comparó con aquel de un sistema de construcción tradicional a base de ladrillo y concreto reforzado. Los valores de extensibilidad obtenidos en los morteros estuvieron comprendidos en el rango de 63 y 68 cm, indicando que el producto final puede ser considerado como un mortero autocompactable. Las pruebas llevadas a cabo en cubos de 5x5 cm muestran una resistencia a la compresión de 34.5 MPa a los 28 días. Tal resistencia es adecuada tanto para el diseño de elementos delgados, como para su aplicación en zonas sísmicas. Los resultados de las pruebas de conductividad térmica muestran que con los materiales propuestos se logra una reducción de 54% y 86% en muros y cubiertas respectivamente, esto es, cuando se comparan con muros de mampostería y cubierta de concreto reforzado. Finalmente, el análisis comparativo de costos muestra que usando el nuevo sistema de construcción semifabricado se logra un ahorro económico del 18%. ABSTRACT: In the present study, a new semi-prefabricated construction system denominated Ferroprefab is proposed. It is a hybrid system of ferrocement and metal structure which can be used for building construction and consists of modular type C elements for walls, and ferrocement supported by metal structure for the roof. Self-leveling mortar was used to fabricate the walls and egg containers as a thermal insulating material. The properties of the mortar in both fresh and hardened state were evaluated, and the thermal conductivity of multi-layered specimens simulating walls and roof were determined by using the termal steady- state method, according to the NMX-C-181-1984 standard. The structural integrity of the building was revised by using the simplified seismic analysis method recommended by the Mexican standards and the local construction code. Finally, a full-size prototype, denominated Sala de Juntas-Aula, was built using Ferro-prefab and the construction cost was compared to that of the traditional brick and reinforced concrete construction system. Extensibility values of mortars obtained ranged between 63 and 68 cm, indicating that they can be considered as a self-leveling mortar. Compressive tests carried out on cubes show a 28 day compressive strength of 34.5 MPa. Such strength is suitable for the design thin elements and can also be used for seismic applications. Thermal conductivity test results show reductions of 54% and 86% when the proposed materials for walls and roof respectively are compared to the traditional mortar and brick and reinforced concrete. Finally, the cost evaluation reveals that by using the new semi-prefabricated construction system savings of up to 18% can be achieved.