pág. 11121
EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN DE MORTEROS ADICIONADOS
CON PARTÍCULA DE PET PARA SU USO EN
REVOCOS DE CASA EXPERIMENTAL EN
MISANTLA, VERACRUZ, MEXICO
EVALUATION OF THE COMPRESSIVE STRENGTH OF
MORTARS ADDED WITH PET PARTICLES FOR USE IN
EXPERIMENTAL HOUSE PLASTERING IN MISANTLA,
VERACRUZ, MEXICO
Oscar Moreno Vázquez
Instituto Tecnológico Superior de Misantla, México
Pablo Julián López González
Instituto Tecnológico Superior de Misantla, México
Zita Monserrat Juárez Reyes
Instituto Tecnológico Superior de Misantla, México
Carolina Michelle Espinoza Cabrera
Instituto Tecnológico Superior de Misantla, México
Arturo Ramos Hernández
Instituto Tecnológico Superior de Misantla, México
pág. 11122
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i4.13245
Evaluación de la Resistencia a la Compresión de Morteros Adicionados con
Partícula de PET para su Uso en Revocos de Casa Experimental en
Misantla, Veracruz, México
Oscar Moreno Vázquez
1
omorenov@itsm.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-6267-9504
Departamento de Ingeniería Civil
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Misantla
México
Pablo Julián López González
jlopezg@itsm.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-6281-6756
Departamento de Ingeniería Civil
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Misantla
México
Zita Monserrat Juárez Reyes
zmjuarezr@itsm.edu.mx
https://orcid.org/0009-0002-8821-2130
Departamento de Ingeniería Civil
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Misantla
México
Carolina Michelle Espinoza Cabrera
202t0444@itsm.edu.mx
https://orcid.org/0009-0003-3224-3381
Departamento de Ingeniería Civil
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Misantla
México
Arturo Ramos Hernández
212t0013@itsm.edu.mx
https://orcid.org/0009-0000-7231-8278
Departamento de Ingeniería Civil
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico Superior de Misantla
México
RESUMEN
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo analizar la influencia de la partícula de PET en
una sustitución porcentual con respecto al agregado (arena) en sus propiedades mecánicas, ejecutándose
un mortero con resistencia mínima de 125 kg/cm
2
como menciona la norma NMX-C-486-ONNCCE-
2014 y las normas técnicas complementarias de mampostería (NTCM-17). Este estudio se ejecutó con
agregados tipo (SP) arena mal graduada con dos diferentes módulos de finura, la arena es denominada
como arena de mina y arena de rio. La sustitución de ambas arenas, con respecto a partículas de PET
fue del 0, 10 y 15%. En total se ejecutaron 72 especímenes cúbicos de 5cm x 5cm como indica la norma
NMX-C-486-ONNCCE-2014, y se evaluaron a una edad de curado de 66, 188, 238 y 360 días. El
mortero con arena de rio con sustitución de PET al 10%, fue el que mejor se desempeñó, después de los
morteros control. Por otro lado, los morteros con sustitución de partícula de PET no superaron a los
morteros control, además, los morteros elaborados con arena de mina obtuvieron menores resistencias
que los morteros elaborados con arena de rio.
Palabras clave: mortero, tereftalato de polietileno-PET, arena, resistencia a la compresión
1
Autor principal
Correspondencia: omorenov@itsm.edu.mx
pág. 11123
Evaluation of the Compressive Strength of Mortars Added with PET
Particles for use in Experimental House Plastering in Misantla,
Veracruz, Mexico
ABSTRACT
The present research work had the objective of analyzing the influence of the PET particle in a
percentage substitution with regards to the aggregate (sand) in its mechanical properties, executing a
mortar with a minimum resistance of 125 kg/cm2 as mentioned in the NMX-C-486-ONNCCE-2014
standard and the complementary technical standards for masonry (NTCM-17). This study was executed
with aggregates type (SP) poorly graded sand with two different fineness modules, the sand is named
as mine sand and river sand. The substitution of both sands with respect to PET particles was 0, 10 and
15%. A total of 72 cubic specimens of 5cm x 5cm were executed as indicated by the NMX-C-486-
ONNCCE-2014 standard, and were evaluated at a curing age of 66, 188, 238 and 360 days. The mortar
with river sand with 10% PET substitution, was the one that performed the best, after the control
mortars. On the other hand, the mortars with PET particle substitution did not outperform the control
mortars, and the mortars made with mine sand obtained lower strengths than the mortars made with
river sand.
Keywords: Mortar; Polyethylene Terephthalate (PET); Sand; Compressive strength.
Artículo recibido 01 agosto 2024
Aceptado para publicación: 10 septiembre 2024
pág. 11124
INTRODUCCIÓN
En el presente la fabricación de tereftalato de Polietileno (PET) se ha incrementado en el mundo, estos
se presentan como envases a bajo costo para la venta de productos embotellados a la sociedad. Se espera
que en el año 2024 alcance una producción de 27 millones de toneladas. (Mordor Intelligence, 2024);
(Fortune Business Insights,2024)
La contaminación por plásticos es un problema grave en el mundo, la ONU menciona que cada año se
desechan entre 19 y 23 millones de toneladas de residuos plásticos los cuales acaban en diversos
ecosistemas, afectando la flora y fauna que habita en esos lugares. Por otra parte, el tiempo de
degradación del plástico va de 150 años hasta los 1000 años si el plástico se encuentra enterrado. (United
Nations Environment Programme. 2024)
A pesar de las distintas innovaciones en mezclas cementicias, se han registrado una alta demanda de
agregados pétreos, debido a que tres cuartas partes del volumen del concreto son agregados pétreos,
(León, 2010). Es por ello por lo que se necesita la reducción del uso de materiales pétreos vírgenes,
para contribuir a la disminución en la explotación de bancos de materiales. (Purnell, 2013),
Debido a esto la industria del mortero y concreto ha ejecutado diferentes investigaciones, donde se ha
optado por diversas alternativas para la reutilización del PET. (Caballero et al, 2020), En diferentes
artículos se ha apostado por el proceso de reciclaje del PET convirtiéndolo en fibras y partículas de
diferente tamaño para su integración en la industria de la construcción y así también mitigar la
contaminación, reduciendo la huella de contaminación por PET. (Coviello et al 2024)
Por otra parte, se analizaron algunos trabajos de investigación donde se aplicó la influencia de algunos
tipos de plásticos como sustitución al agregado en mezclas cementicias, uno de ellos fue el de Saucedo
que evaluaron la influencia que tiene la incorporación de PET como sustituto de agregado pétreo en la
mezcla de concreto, determinando que la mezcla la cual cumple con los parámetros mínimos es la del
1% ya que presenta mayor trabajabilidad y mayore resistencia a la compresión (Saucedo, et al, 2021).
Por otro lado, se ejecutó otro estudio donde se revisó la influencia que tienen los morteros de
recubrimiento elaborados con agregados de PET y se obtuvo que los morteros reducían en un 45% y un
65% su resistencia a la compresión, sin embargo, se obtuvo una reducción de temperaturas en el
ambiente en las viviendas y logrando una disminución de un 12% en la demanda energética. (Resende,
pág. 11125
et al 2024), Sin embargo (Xiong B., et al 2021) quienes estudiaron especímenes de mortero con
sustitución de agregado por PET en un 0, 5 y 10% de PET en mortero, sometiendo las probetas a
resistencia a la compresión al tiempo de curado de 7 y 28 días, obteniendo como mezcla más favorable
la del 10% de PET quien registró un ligero aumento con respecto a la muestra control.
El objetivo de este trabajo es reportar el efecto de la sustitución de la partícula de PET en el agregado
denominado como arena de mina y arena de rio en porcentajes del 0, 10 y 15%, analizando las
propiedades mecánicas de los morteros y la relación de estas propiedades, con la aplicación en revocos
en muros y propiedades físicas. Integrando estos datos en futuros estudios.
METODOLOGÍA
Obtención de materiales
El cemento que se utilizó es Cemento portland Compuesto (CPC), se ocuparon agregados finos (arena
de rio y arena de mina) adquiridos en la región de Misantla, Veracruz, México. Por otra parte, las
partículas de PET fueron obtenidas de una recicladora ubicada en la Colonia Cuauhtémoc de la ciudad
de Veracruz, Veracruz, México., estos residuos son parte de la recolección de plásticos tirados en la
ciudad y separados en la empresa recicladora, para llegar al tamaño de la partícula pasa por un proceso
de mercerización obteniendo diferentes tamaños de partícula. La máquina cortadora de plásticos se
muestra en la figura 1 y la maquina separadora de diferentes tamaños es la figura 2.
Figura 1. Cortadora de plásticos
Fuente: Autor Propio
pág. 11126
Figura 2. Separadora de partículas de plástico
Fuente: Autor Propio
Los agregados fueron caracterizados en el laboratorio de ingeniería civil del Instituto Tecnológico
Superior de Misantla donde se obtuvieron los datos que se muestran en la tabla 1
Tabla 1 Caracterización de Agregados
Característica física
Agregado tipo:
Arena de Rio
Agregado Tipo: Arena
de Mina
Peso Volumétrico seco suelto
0.99 gr/cm³
0.79 gr/cm³
Peso volumétrico seco compacto
1.13 gr/cm³
0.89 gr/cm³
Análisis Granulométrico
SP
SP
Módulo de finura
2.58
2.23
Contenido de Agua
31.58%
44.93%
Absorción
2.04%
1.01%
Densidad
0.93 gr/cm³
1.78 gr/cm³
Fuente: Elaboración propia.
Estación de trabajo
La estación de trabajo se encuentra en la ciudad de Misantla, Veracruz, México. Donde se elaboraron
los morteros, se llevó a cabo el proceso de curado en edades de 66, 188, 238 y 360 días. Las pruebas de
resistencia a la compresión se llevaron a cabo en el laboratorio Flisa S.A. de C.V. en la Ciudad de
Xalapa, Veracruz, México.
Dosificaciones
El diseño de la mezcla de mortero se llevó a cabo siguiendo las pautas establecidas por la normativa
NTCM-2017 de mortero tipo I, para la ejecución de las probetas se elaboran tres diferentes
dosificaciones tanto para arena de rio como para arena de mina como se muestra en la tabla 1.
pág. 11127
Por otro lado, los porcentajes de sustitución del agregado (arena de mina y arena de rio) por PET, se
determinaron tomando en cuenta los antecedentes de investigaciones y literatura previa, estableciendo
que los porcentajes de monitoreo serían de 0, 10 y 15% de remplazo. El tamaño de la partícula PET
utilizada en la dosificación es inferior a 0.6 mm En la siguiente tabla 2 muestra la dosificación de cada
una de las probetas con respecto a cada nomenclatura.
Tabla 2 Nomenclatura empleado en las probetas de mortero
Fuente: Elaboración propia
Tabla 3 Porcentajes de sustitución de PET usados en las probetas de mortero
Nomenclatura
% PET
% Arena de Mina (SP)
% Arena de Rio (SP)
MRC
0
0
100
MMC
0
100
0
MRP10
10
0
90
MMP10
10
90
0
MRP15
15
0
85
MMP15
15
85
0
Fuente: Elaboración propia
Elaboración de las probetas
Los especímenes de mortero fueron elaborados mediante la normativa NMX-C-486-ONNCCE-2014,
los especímenes tienen medidas de 5cm X 5cm, ese tipo de espécimen se ocupó para todas las mezclas
que se describen en la tabla 2. La mezcla siguió la dosificación descrita en la norma Normas Técnicas
complementarias de Mampostería del 2017 (NTCM, 2017);(ONNCCE, 2014)
Descripción
Nomenclatura
Cantidades de
especímenes por edad
Mortero control con arena de rio
MRC
12
Mortero control con arena de mina
MMC
12
Mortero con sustitución PET al 10% en arena de rio
MRP10
12
Mortero con sustitución PET al 10% en arena de Mina
MMP10
12
Mortero con sustitución PET al 15% en arena de rio
MRP15
12
Mortero con sustitución PET al 15% en arena de Mina
MMP15
12
pág. 11128
Primero se obtuvieron las dosificaciones de los materiales mencionados en la Tabla 3, después se
habilitaron los moldes cúbicos y la superficie de cada uno de los moldes fue lubricado con aceite.
Las mezclas de mortero se efectuaron en una superficie limpia y plana, además, fue ejecutada de manera
mecánica en el laboratorio, el llenado se llevó a cabo como lo menciona la norma NMX-C-486-
ONNCCE-2014. A la mezcla se le ejecutó la prueba de revenimiento para analizar la relación de agua
con respecto a la manejabilidad de la mezcla de mortero, los resultados de los revenimientos obtenidos
se encuentran en la tabla 4, el procedimiento se ejecutó como lo indica la norma NMX-C-156-
ONNCCE-2010. Por otra parte, se utilizó la metodología de revenimiento debido a que la norma NMX-
C-486-ONNCCE-2014 menciona su uso para obtener la manejabilidad de la mezcla de mortero con
respecto al agua implementada. (ONNCCE,2014; ONNCCE,2010)
Tabla 4 revenimientos obtenidos en cada una de las mezclas.
Fuente: Autor Propio.
Una vez colados los especímenes estos fueron desmoldados como se muestra en la figura 3 y fueron
curados a diferentes en edades de 66, 188, 238 y 360 días.
Figura 3. Desmoldado de Especímenes
Fuente: Autor Propio.
Nomenclatura
Revenimiento en cm
MRC
14
MMC
13
MRP10
12
MMP10
11
MRP15
10
MMP15
10
pág. 11129
Para determinar la resistencia a la compresión de las mezclas de mortero se ejecutó mediante la
normativa NMX-C-061-ONNCCE-2015, colocando los morteros en la máquina para obtener la
resistencia a la compresión axial, como se muestra en la figura 5. (ONNCCE,2014)
Figura 4. Ensaye de resistencia a la compresión axial de especímenes cúbicos de morteros con
sustitución de agregado por PET.
Fuente: Autor Propio.
Por otro lado, al culminar los ensayes de resistencia a la compresión se analizaron los resultados
obtenidos en el ensaye.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se determinaron la resistencia a la compresión simple de los especímenes cúbicos de mortero
modificado con edades de 66, 188, 238 y 360 días. Se ensayaron los especímenes tomando la
recomendación de la norma NMX-C-061-ONNCCE-2015. Posteriormente se obtuvieron los resultados
de los especímenes promedio como se muestra en las figuras 5, 6, 7 y 8 de los especímenes cúbicos con
resistencia mínima de 125 kg/cm
2
El PET empleado en diferentes porcentajes como sustituto de la arena, puede contribuir a la variación
de las resistencias a la compresión axial, por ejemplo, a la edad de 66 días se puede observar que la
mezcla con sustitución que resultó favorable fue el mortero elaborado con arena de rio y sustitución al
10% de PET, como se muestra en la figura 5, Por otra parte, a la edad de 118 días la mezcla con
sustitución destacable fue la elaborada con arena de Mina y sustitución de PET al 10% sin embargo la
mezcla elaborada con arena de rio y PET al 15% se encuentra muy cerca al dato de la mezcla destacable.
pág. 11130
No obstante, las mezclas control elaboradas con arena de mina y rio empiezan a tener un incremento
notable mayor al 40%, Donde se puede observar la diferencia que hay entre las muestras con sustitución
y las muestras control. Como se muestra en la figura 6.
Figura 5.
Resistencia a la compresión aplicada en kg/cm
2
, a los especímenes cúbicos de mortero, edad de 66 días.
Fuente: Elaboración Propia
Figura 6.
Resistencia a la compresión aplicada en kg/cm
2
, a los especímenes cúbicos de mortero, edad de 118 días
Fuente: Elaboración Propia
Por otra parte, en la figura 7 donde se observa el análisis de resistencia a la compresión axial a la edad
de 238 días, en el cual la mezcla con sustitución al 15% de PET con arena de rio, cuenta con una ventaja
sobre las demas mezclas sustituidas, sin embargo, las mezclas control sigue teniendo ventaja sobre las
104
96
105
81
95
75
0
20
40
60
80
100
120
MRC MMC MRP10 MMP10 MRP15 MMP15
Resistencia a la compresión en Kg/cm
2
Tipos de especimenes
Resistencia a la compresión en Kg/cm
2
Edad: 66 días
241
159
122
126
125
110
0
50
100
150
200
250
300
MRC MMC MRP10 MMP10 MRP15 MMP15
Resistencia a la compresión en Kg/cm
2
Tipos de especimenes
Resistencia a la Compresión en kg/cm
2
Edad: 118 días
pág. 11131
mezclas con sustitución. De igual manera se observa la figura 8, donde se muestra la resistencia a la
compresión axial a los 360 días, en donde la mezcla sustituida con mayor resistencia fue la de arena de
rio con 10% de PET, no obstante, las mezclas control superaron a las mezclas sustituidas.
Con respecto a la figura 9 se muestran las correlaciones de las diferentes mezclas donde se observa el
análisis de cada una, en este grafico se aprecia bien como fueron evolucionando con forme al paso del
tiempo.
Figura 7.
Resistencia a la compresión aplicada en kg/cm
2
, a los especímenes cúbicos de mortero, edad de 238 días
Fuente: Elaboración Propia
Figura 8. Resistencia a la compresión aplicada en kg/cm
2
, a los especímenes cúbicos de mortero, edad
de 360 días.
Fuente: Elaboración Propia
186
137
118
129
144
137
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
MRC MMC MRP10 MMP10 MRP15 MMP15
Resistencia a la compresión en Kg/cm
2
Tipos de especimenes
Resistencia a la compresión en Kg/cm
2
Edad: 238 días
362
320
280
212
165
142
0
50
100
150
200
250
300
350
400
MRC MMC MRP10 MMP10 MRP15 MMP15
Resistencia a la compresión en Kg/cm
2
Tipos de especimenes
Ressitencia a la compresión en Kg/cm
2
Edad: 360 días
pág. 11132
Figura 9. Correlación de resistencia a la compresión en Kg/cm
2
Fuente: Elaboración Propia.
CONCLUSIONES
Analizando la resistencia a la compresión axial de las diferentes mezclas de mortero, se pudo observar
un incremento considerable con respecto a las diferentes edades en los morteros control elaborados con
arena de mina y de arena de rio, ambas mezclas obtuvieron mejor desempeño que los morteros
sustituidos, sin embargo entre las mezclas control, el mortero fabricado con arena de rio fue el que
obtuvo mayores resistencias, debido a que esta arena cuenta con un modulo de finura mayor al que
presenta la arena de mina, aunque las dos arenas son SP (arena mal graduada) según el S.U.C.S. tiene
diferencias muy marcadas como se muestra en la tabla 1 de caracterización de los agregados.
Por otra parte, el análisis con respecto a las mezclas con sustitución la que obtuvo mejores resultados
fue la mezcla de mortero con arena de rio adicionada al 10% de PET, debido a que obtuvo un incremento
de resistencia, evaluando la comparativa entre la edad de 66 días con respecto a 360 días existe un
incremento de 71.20%, se debe puntualizar que estos especímenes fueron curados durante todas esas
edades. Con respecto a la resistencia a la compresión entre las diferentes edades, la mezcla más
desfavorable fue la elaborada con arena de mina y con sustitución del 15% de PET.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
66 DIAS 118 DIAS 238 DIAS 332 DIAS
Resistencia a la compresión en Kg/cm2
Edad en Días
Gráfico de Correlación de resistencia a la compresión en
Kg/cm2
MRC MMC MRP10 MMP10 MRP15 MMP15
pág. 11133
Por otro lado, al elaborar las mezclas de mortero se puedo observar que las mezclas que tenían mayor
cantidad de partículas de PET absorbían menor cantidad de agua y se disminuía la cantidad de agua
utilizada en la mezcla, esto con el fin de obtener una mezcla con características similares de
manejabilidad y homogeneidad. Sin embargo, esto quiere decir que el agua no se absorbe con el material
sustituido (PET).
Con respecto a los morteros ninguno de ellos alcanzó la resistencia mínima en la edad de 66 días, como
lo indica la normativa NTCM-17 de morteros estructurales, donde se menciona que la mínima
resistencia deberá ser mayor o igual a 125 kg/cm
2
con respecto a los morteros tipo I, sin embargo, a una
edad de 118 días los morteros MRC, MMC, MMP10, MRP15, obtuvieron resultados iguales o
superiores al mortero tipo I, No obstante, todas las mezclas de mortero alcanzaron igual o mayor
resistencia a 125 kg/cm
2
a la edad de 360 días. (NTCM,2017)
Se recomienda a investigaciones futuras el análisis de morteros en diferentes ambientes, y estudiar el
mortero en aplicaciones constructivas, debido a que puede ser un aliado en detalles de albañilería o
detalles constructivos, se debe tomar importancia el ahorro en agregado virgen y la reducción del uso
de agua potable para la elaboración de la mezcla de mortero.
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pág. 11134
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