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FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA PROGRAMA ACADÉMICO DE INGENIERÍA CIVIL TESIS

“ESTUDIO EXPLORATORIO EN DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO CEMENTO-ARENA LIVIANO EMPLEANDO PERLITAS DE POLIESTIRENO, ARCILLA EXPANDIDA Y AGREGADO FINO DE LA CANTERA IRINA GABRIELA, DISTRITO SAN JUAN BAUTISTA, IQUITOS 2018” Tesis presentada para optar el título profesional de Ingeniero Civil. Autores: Br. Barba Silva Christian Roberto Br. García Sánchez Víctor Hugo

Asesor: Ing. Liliana Bautista Serpa

San Juan Bautista - 2018

i

DEDICATORIA A Dios creador del universo, por la salud y por la protección que me brinda día tras día. Gracias por ayudarme a cumplir mis sueños y anhelos.

A mi madre, a mis hermanos y familiares que siempre estuvieron para brindarme la mano cuando los necesité y a todas las personas que me dieron su apoyo para terminar la Carrera de Ingeniería Civil.

Víctor Hugo García Sánchez.

A Dios, mi señor, por darme las fuerzas para terminar este proceso de investigación de mucho esfuerzo y dedicación. A mi madre por ser el motivo de mi vida, por su eterno amor y comprensión, nada hubiera

sido

posible

sin

su

apoyo

incondicional. A mi padre por los consejos y apoyo en el transcurso de mi formación profesional.

A sí mismo, a Henrry Flores por los consejos y apoyo durante esta etapa de aprendizaje, a mi familia y novia por estar ahí apoyándome y dándome el ánimo para continuar.

Christian Roberto Barba Silva.

ii

AGRADECIMIENTO Queremos brindar un agradecimiento especial a las siguientes personas e instituciones que estuvieron con nosotros en el proceso de esta tesis: •

A nuestra asesora: Ing. Liliana Bautista Serpa por sus valiosas observaciones y el apoyo para la realización de la presente investigación.

•

Al Tco. Karol Cisowski por su apoyo en la elaboración de los ensayos y diseños en el proceso de investigación.

•

Al Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayo de Materiales de la Universidad Científica del Perú por brindarnos la oportunidad de realizar nuestros ensayos en todo este proceso.

•

A los miembros del jurado evaluador por el interés mostrado al revisar desde el proyecto de investigación hasta la presentación del informe final de tesis.

•

A la empresa ECOPOR por su contribución a la investigación mediante la donación de las perlitas de poliestireno.

iii

iv

APROBACIÓN

v

ÍNDICE DE CONTENIDO DEDICATORIA .................................................................................................. ii AGRADECIMIENTO ......................................................................................... iii APROBACIÓN .................................................................................................. v ÍNDICE DE CONTENIDO.................................................................................. vi ÍNDICE DE CUADROS ...................................................................................... x ÍNDICE DE GRÁFICOS ................................................................................... xv RESUMEN ...................................................................................................... xxi ABSTRACT ...................................................................................................xxiii CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN ....................................................................... 1 1.1.

INTRODUCCIÓN ................................................................................. 1

1.2.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ...................................................... 3

1.2.1.

Problema general .......................................................................... 3

1.2.2.

Problemas específicos ................................................................... 3

1.3.

JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN .......................................... 4

1.4.

ALCANCES Y LIMITACIONES ............................................................ 6

1.4.1.

Temática ........................................................................................ 6

1.4.2.

Geografía ...................................................................................... 7

1.4.3.

Temporal ....................................................................................... 7

1.4.4.

Limitaciones................................................................................... 7

1.5.

OBJETIVOS ......................................................................................... 8

1.5.1.

Objetivo general ............................................................................ 8

1.5.2.

Objetivos específicos ..................................................................... 8

1.6.

HIPÓTESIS DE TRABAJO................................................................... 8

1.7.

ANTECEDENTES DE ESTUDIO ......................................................... 9

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ................................................................. 14 2.1.

EL CONCRETO ................................................................................. 14

2.1.1.

Componentes y complementos del concreto ............................... 15

2.1.1.1.

Cemento Portland ................................................................. 15

2.1.1.2.

Agua ..................................................................................... 17

2.1.1.3.

Agregados ............................................................................. 17

2.1.2.

Fases de la producción del concreto ........................................... 19

2.1.2.1.

Dosificación ........................................................................... 19

2.1.2.2.

Mezclado............................................................................... 19

2.1.2.3.

Transporte y colocación del concreto .................................... 19 vi

2.2.

2.1.2.4.

Compactación ....................................................................... 19

2.1.2.5.

Curado del concreto .............................................................. 20

CONCRETO LIGERO ........................................................................ 20

2.2.1.

2.2.1.1.

Propiedades y características ............................................... 23

2.2.1.2.

Dosificación de la mezcla ...................................................... 23

2.2.2.

2.3.

Concreto liviano con perlas de poliestireno .................................. 22

Concreto ligero con arcilla expandida .......................................... 24

2.2.2.1.

Sugerencias para la dosificación ........................................... 24

2.2.2.2.

Dosificación de la mezcla ...................................................... 25

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES .................................... 26

2.3.1.

Cemento Portland Tipo I .............................................................. 26

2.3.2.

Agregado Fino ............................................................................. 29

2.3.2.1.

Peso unitario: (NTP 400.017), (ASTM C – 29) ...................... 30

2.3.2.2.

Peso específico y absorción: (NTP 400.022), (ASTM C-128) 32

2.3.2.3.

Contenido de humedad: (NTP 339.185), (ASTM C–566) ...... 35

2.3.2.4.

Granulometría del agregado Fino: (NTP 400.012)................. 36

2.3.2.5.

Módulo de finura: (Norma NTP. 400.011) .............................. 37

2.3.2.6.

Superficie específica ............................................................. 37

2.3.2.7.

Material que pasa la malla N° 200: (NTP 400.018)................ 38

2.3.3.

Agregado Grueso ........................................................................ 39

2.3.3.1.

Peso unitario: (NTP 400.017), (ASTM C-29) ......................... 40

2.3.3.2.

Peso específico y absorción: (NTP 400.021) ......................... 43

2.3.3.3.

Contenido de humedad: (NTP 339.185), (ASTM C-566) ....... 46

2.3.3.4. 136)

Granulometría del agreg. grueso: (NTP 400.012), (ASTM C46

2.3.3.5.

Módulo de finura: (NTP 400.011) .......................................... 48

2.3.3.6.

Superficie específica ............................................................. 48

2.3.3.7.

Material que pasa la malla N° 200: (NTP 400.018)................ 48

2.3.4.

Poliestireno Expandido ................................................................ 49

2.3.5.

Arcilla Expandida ......................................................................... 50

2.3.6.

Agua ............................................................................................ 52

2.3.7.

Aditivos ........................................................................................ 54

2.3.7.1.

Incorporador de aire .............................................................. 55

2.3.7.2.

Aditivo reductor de agua de alto rango y superplastificante ... 56

2.4.

DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO .......................................... 56

2.5.

ENSAYO AL CONCRETO FRESCO .................................................. 59 vii

2.5.1.

Peso unitario: (NTP 339.046) ...................................................... 59

2.5.2.

Rendimiento: (NTP 339.046) ....................................................... 59

2.5.3.

Contenido de aire: (NTP 339.046) ............................................... 60

2.5.4.

Asentamiento: (NTP 339.035), (ASTM C – 143) .......................... 61

2.5.5.

Exudación: (NTP 339.077), (ASTM C232) ................................... 61

2.5.6.

Temperatura del concreto: (NTP 339.184), (ASTM C1064) ......... 62

2.6.

ENSAYO AL CONCRETO ENDURECIDO ......................................... 62

2.6.1.

Resistencia a la compresión: (NTP 339.034) ............................... 62

2.6.2.

Resistencia a la tracción por compresión diametral: (NTP 339.084) 63

2.6.3.

Ensayo de módulo de elasticidad: (Norma ASTM C 469-94) ....... 64

2.6.4.

Ensayo de resistencia a la flexión del concreto: (ASTM C78) ...... 65

CAPÍTULO III: METODOLOGÍA .................................................................... 67 3.1.

METODOLOGÍA ................................................................................ 67

3.1.1.

Hipótesis de trabajo ..................................................................... 67

3.1.2.

Variables ..................................................................................... 67

3.1.2.1.

Identificación de variables ..................................................... 67

3.1.2.2.

Operacionalización de variables ............................................ 68

3.1.3.

3.2.

Aspecto metodológico ................................................................. 69

3.1.3.1.

Tipo de investigación ............................................................ 69

3.1.3.2.

Diseño de la investigación ..................................................... 69

3.1.3.3.

Población y Muestra .............................................................. 70

3.1.3.4.

Verificación de hipótesis ........................................................ 70

ANÁLISIS ESTADÍSTICO .................................................................. 70

3.2.1.

Desviación estándar (S) .............................................................. 71

3.2.2.

Coeficiente de variación (V) ......................................................... 72

CAPÍTULO IV: RESULTADOS ...................................................................... 73 4.1.

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES .................................... 73

4.1.1.

Agregado Fino ............................................................................. 73

4.1.1.1.

Peso unitario suelto (PUS) .................................................... 73

4.1.1.2.

Peso unitario compactado (PUC) .......................................... 74

4.1.1.3.

Peso específico y absorción .................................................. 74

4.1.1.4.

Análisis granulométrico ......................................................... 75

4.1.1.5.

Módulo de fineza ................................................................... 78

4.1.1.6.

Superficie específica ............................................................. 79

4.1.1.7.

Material que pasa el tamiz N° 200 ......................................... 80

4.1.2.

Perla de Poliestireno.................................................................... 81 viii

4.1.2.1.

Peso unitario suelto (PUS) .................................................... 82

4.1.2.2.

Peso unitario compactado (PUC) .......................................... 82

4.1.2.3.

Peso específico y absorción .................................................. 83

4.1.2.4.

Análisis granulométrico ......................................................... 83

4.1.2.5.

Módulo de fineza ................................................................... 85

4.1.2.6.

Superficie específica ............................................................. 86

4.1.2.7.

Material que pasa el tamiz N° 200 ......................................... 87

4.1.3.

4.2.

4.1.3.1.

Peso unitario suelto (PUS) .................................................... 89

4.1.3.2.

Peso unitario compactado (PUC) .......................................... 89

4.1.3.3.

Peso específico y absorción .................................................. 90

4.1.3.4.

Análisis granulométrico ......................................................... 90

4.1.3.5.

Módulo de fineza ................................................................... 93

4.1.3.6.

Superficie específica ............................................................. 94

4.1.3.7.

Material que pasa el tamiz N° 200 ......................................... 95

FASE EXPLORATORIA ..................................................................... 96

4.2.1.

Diseño de Mezclas ...................................................................... 96

4.2.1.1.

Espuma de concreto ............................................................. 96

4.2.1.2.

Concreto liviano no estructural .............................................108

4.2.1.3.

Concreto estructural de baja densidad .................................120

4.2.2.

4.3.

Arcilla Expandida ......................................................................... 88

Resistencia a la compresión .......................................................133

4.2.2.1.

Espuma de concreto ............................................................133

4.2.2.2.

Concreto liviano no estructural .............................................136

4.2.2.3.

Concreto estructural de baja densidad .................................139

FASE ÓPTIMA ..................................................................................142

4.3.1.

Diseño de Mezclas .....................................................................142

4.3.1.1.

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP ...............................142

4.3.1.2.

Concreto liviano no estructural óptimo – CL-OP ...................147

4.3.1.3.

Concreto estructural de baja densidad óptimo– CE-OP .......152

4.3.2.

Ensayos al concreto fresco .........................................................157

4.3.2.1.

Peso unitario ........................................................................157

4.3.2.2.

Rendimiento .........................................................................158

4.3.2.3.

Contenido de aire .................................................................159

4.3.2.4.

Asentamiento .......................................................................161

4.3.2.5.

Exudación ............................................................................162 ix

4.3.2.6. 4.3.3.

Temperatura del concreto ....................................................163

Ensayos al concreto endurecido .................................................164

4.3.3.1.

Resistencia a la compresión.................................................165

4.3.3.2.

Resistencia a la tracción por compresión diametral ..............169

4.3.3.3.

Ensayo de módulo de elasticidad .........................................173

4.3.3.4.

Ensayo de resistencia a la flexión del concreto ....................175

CAPÍTULO V: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ...........178 5.1.

ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES .....178

5.2.

ANÁLISIS DE LA FASE EXPLORATORIA ........................................179

5.2.1.

Análisis de diseño de mezclas ....................................................179

5.2.2.

Análisis de densidad y resistencia a la compresión ....................182

5.3.

ANÁLISIS DE LA FASE ÓPTIMA ......................................................185

5.3.1.

Análisis de diseño de mezclas óptimos ......................................185

5.3.2.

Análisis de los ensayos al concreto fresco ..................................186

5.3.3.

Análisis de los ensayos al concreto endurecido ..........................187

5.4.

VERIFICACIÓN DE HIPÓTESIS .......................................................189

5.5.

ANÁLISIS DE COSTOS ....................................................................191

CAPÍTULO VI: DISCUSIÓN .........................................................................193 CAPÍTULO VII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................197 7.1.

CONCLUSIONES .............................................................................197

7.2.

RECOMENDACIONES .....................................................................199

CAPÍTULO VIII: BIBLIOGRAFÍA..................................................................201 ANEXOS ........................................................................................................203 ANEXO 01: MATRIZ DE CONSISTENCIA .................................................204 ANEXO 02: ENSAYOS EN LA FASE EXPLORATORIA .............................208 ANEXO 03: ENSAYOS EN LA FASE ÓPTIMA ...........................................235 ANEXO 04: CUADROS COMPARATIVOS DE PRECIOS ..........................268 ANEXO 05: VERIFICACIÓN ESTADÍSTICA DE HIPÓTESIS .....................274 ANEXO 06: FICHAS TÉCNICAS ................................................................292 ANEXO 07: TOMAS FOTOGRÁFICAS ......................................................317

ÍNDICE DE CUADROS TABLA N°01: Cementos Peruanos ................................................................. 16 TABLA N°02: Principales componentes del cemento Portland ........................ 16 x

TABLA N°03: Cuadro de categorización de concretos livianos ....................... 21 TABLA N°04: Densidad y resistencia del concreto con perla de poliestireno .. 23 TABLA N°05: Diseños de mezcla para concretos con poliestireno .................. 23 TABLA N°06: Proporciones, datos de laboratorio, cantidad de agua............... 25 TABLA N°07: Peso en kg de los materiales por m³ de hormigón liviano ......... 26 TABLA N°08: Volumen de los materiales por m³ de hormigón liviano ............. 26 TABLA N°09: Requisitos químicos para el Cemento Portland Tipo I ............... 27 TABLA N°10: Requisitos físicos para el Cemento Portland Tipo I ................... 27 TABLA N°11: Características químicas del Cemento Portland Tipo I (Sol)...... 28 TABLA N°12: Características físicas del Cemento Portland Tipo I (Sol) .......... 29 TABLA N°13: Límites granulométricos según normas NTP 400.037 ............... 36 TABLA N°14: Tamaño máximo del agregado grueso ...................................... 41 TABLA N°15: Cantidad mínima de la muestra del agregado grueso o global .. 47 TABLA N°16: Límite permisible del agua ........................................................ 53 TABLA N°17: Operacionalización de Variables ............................................... 68 TABLA N°18: Diseño de la Investigación ........................................................ 69 TABLA N°19: Factor de corrección a la desviación estándar .......................... 71 TABLA N°20: Coeficiente de variación para diferentes grados de control ....... 72 TABLA N°21: Peso unitario suelto del agregado fino ...................................... 74 TABLA N°22: Peso unitario compactado del agregado fino ............................ 74 TABLA N°23: Peso específico y absorción del agregado fino ......................... 75 TABLA N°24: Análisis granulométrico de la muestra N° 01 del agregado fino. 76 TABLA N°25: Análisis granulométrico de la muestra N° 02 del agregado fino. 77 TABLA N°26: Análisis granulométrico de la muestra N° 03 del agregado fino. 78 TABLA N°27: Módulo de fineza del agregado fino. ......................................... 79 xi

TABLA N°28: Superficie específica de la muestra N° 01 del agregado fino..... 79 TABLA N°29: Superficie específica de la muestra N° 02 del agregado fino..... 80 TABLA N°30: Superficie específica de la muestra N° 03 del agregado fino..... 80 TABLA N°31: Material que pasa por el tamiz N° 200 del agregado fino. ......... 81 TABLA N°32: Peso unitario suelto de la perla de poliestireno. ........................ 82 TABLA N°33: Peso unitario compactado de la perla de poliestireno. .............. 82 TABLA N°34: Peso específico y absorción de la perla de poliestireno ............ 83 TABLA N°35: Análisis granulométrico de la muestra N° 01 de poliestireno. .... 83 TABLA N°36: Análisis granulométrico de la muestra N° 02 de poliestireno. .... 84 TABLA N°37: Análisis granulométrico de la muestra N° 03 de poliestireno. .... 85 TABLA N°38: Módulo de fineza de la perla de poliestireno. ............................ 86 TABLA N°39: Superficie específica muestra N° 01 del poliestireno. ................ 86 TABLA N°40: Superficie específica muestra N° 02 del poliestireno. ................ 87 TABLA N°41: Superficie específica muestra N° 03 del poliestireno. ................ 87 TABLA N°42: Material que pasa por el tamiz N° 200 perla de poliestireno ...... 88 TABLA N°43: Peso unitario suelto de la arcilla expandida. ............................. 89 TABLA N°44: Peso unitario compactado de la arcilla expandida. .................... 89 TABLA N°45: Peso específico y absorción de la arcilla expandida.................. 90 TABLA N°46: Análisis granulométrico muestra N° 01 de arcilla expandida. .... 91 TABLA N°47: Análisis granulométrico muestra N° 02 de arcilla expandida. .... 92 TABLA N°48: Análisis granulométrico muestra N° 03 de arcilla expandida. .... 93 TABLA N°49: Módulo de fineza de la arcilla expandida................................... 94 TABLA N°50: Superficie específica muestra N° 01 de la arcilla expandida. .... 94 TABLA N°51: Superficie específica muestra N° 02 de la arcilla expandida. .... 95 TABLA N°52: Superficie específica muestra N° 03 de la arcilla expandida. .... 95 xii

TABLA N°53: Material que pasa por el tamiz N° 200 de la arcilla expandida. . 96 TABLA N°54: Categorización de los concretos livianos................................... 96 TABLA N°55: Diseño de espuma de concreto – ESP01. ................................. 97 TABLA N°56: Diseño de espuma de concreto – ESP02 .................................101 TABLA N°57: Diseño de espuma de concreto – ESP03 .................................105 TABLA N°58: Diseño concreto liviano no estructural – CL01. ........................109 TABLA N°59: Diseño concreto liviano no estructural – CL02. ........................113 TABLA N°60: Diseño concreto liviano no estructural – CL03. ........................117 TABLA N°61: Diseño concreto estructural de baja densidad – CE01. ............121 TABLA N°62: Diseño concreto estructural de baja densidad – CE02. ............125 TABLA N°63: Diseño concreto estructural de baja densidad – CE03. ............129 TABLA N°64: Cuadro de resistencia a la compresión-ESP01 ........................133 TABLA N°65: Cuadro de resistencia a la compresión-ESP02 ........................134 TABLA N°66: Cuadro de resistencia a la compresión-ESP03 ........................135 TABLA N°67: Cuadro de resistencia a la compresión – CL01 ........................136 TABLA N°68: Cuadro de resistencia a la compresión – CL02 ........................137 TABLA N°69: Cuadro de resistencia a la compresión – CL03 ........................138 TABLA N°70: Cuadro de resistencia a la compresión – CE01........................139 TABLA N°71: Cuadro de resistencia a la compresión – CE02........................140 TABLA N°72: Cuadro de resistencia a la compresión – CE03........................141 TABLA N°73: Diseño espuma de concreto óptimo – ESP-OP. .......................143 TABLA N°74: Diseño concreto liviano no estructural – CL-OP. ......................148 TABLA N°75: Diseño concreto estructural de baja densidad – CE-OP. ..........153 TABLA N°76: Peso unitario de la espuma de concreto ESP-OP ....................157 TABLA N°77: Peso unitario del concreto liviano no estructural CL-OP ...........157 xiii

TABLA N°78: Peso unitario concreto estructural de baja densidad CE-OP ....158 TABLA N°79: Rendimiento de la espuma de concreto ESP-OP .....................158 TABLA N°80: Rendimiento del concreto liviano no estructural CL-OP ...........159 TABLA N°81: Rendimiento concreto estructural de baja densidad CE-OP .....159 TABLA N°82: Contenido de aire espuma de concreto ESP-OP .....................160 TABLA N°83: Contenido de aire concreto liviano no estructural CL-OP .........160 TABLA N°84: Contenido de aire concreto estructural baja densidad CE-OP..160 TABLA N°85: Asentamiento de la espuma de concreto ESP-OP ...................161 TABLA N°86: Asentamiento del concreto liviano no estructural CL-OP ..........161 TABLA N°87: Asentamiento concreto estructural de baja densidad CE-OP ...162 TABLA N°88: Temperatura de la espuma de concreto ESP-OP ....................163 TABLA N°89: Temperatura del concreto liviano no estructural CL-OP ...........163 TABLA N°90: Temperatura concreto estructural de baja densidad CE-OP ....163 TABLA N°91: Cuadro de resistencia a la compresión ESP-OP ......................166 TABLA N°92: Cuadro de resistencia a la compresión CL-OP.........................167 TABLA N°93: Cuadro de resistencia a la compresión CE-OP ........................168 TABLA N°94: Cuadro de resistencia a la tracción – ESP-OP .........................170 TABLA N°95: Cuadro de resistencia a la tracción – CL-OP ...........................171 TABLA N°96: Cuadro de resistencia a la tracción – CE-OP ...........................172 TABLA N°97: Cuadro de módulo de elasticidad – ESP-OP ............................174 TABLA N°98: Cuadro de módulo de elasticidad – CL-OP ..............................174 TABLA N°99: Cuadro de módulo de elasticidad – CE-OP ..............................175 TABLA N°100: Cuadro de resistencia a la flexión – ESP-OP .........................176 TABLA N°101: Cuadro de resistencia a la flexión – CL-OP ............................177 TABLA N°102: Cuadro de resistencia a la flexión – CE-OP ...........................177 xiv

TABLA N°103: Cuadro resumen de las características de materiales ............178 TABLA N°104: Resumen diseños “Espuma de concreto” ...............................179 TABLA N°105: Resumen diseños “Concreto liviano no estructural” ...............180 TABLA N°106: Resumen diseños “Concreto estructural de baja densidad” ...181 TABLA N°107: Cuadro resumen de la densidad vs resistencia a la compresión de la “Espuma de concreto” ...........................................................................182 TABLA N°108: Cuadro resumen de la densidad vs resistencia a la compresión del “concreto liviano no estructural” ................................................................183 TABLA N°109: Cuadro resumen de la densidad vs resistencia a la compresión del “concreto liviano no estructural” ................................................................184 TABLA N°110: Cuadro resumen diseño de mezclas concreto livianos óptimos .......................................................................................................................185 TABLA N°111: Cuadro resumen de ensayos al concreto fresco ....................186 TABLA N°112: Cuadro resumen de ensayos al concreto endurecido .............188 TABLA N°113: Cuadro de verificación de hipótesis ........................................190 TABLA N°114: Cuadro resumen de precios ...................................................191 TABLA N°115: Costo m3 de espuma de concreto ESP-OP ............................268 TABLA N°116: Costo m3 de concreto (cemento-arena) f´c 20 kg/cm2 ...........269 TABLA N°117: Costo m3 de concreto liviano no estructural CL-OP ................270 TABLA N°118: Costo m3 de concreto cemento arena f´c 175 kg/cm2 ............271 TABLA N°119: Costo m3 de concreto estructural de baja densidad CE-OP ...272 TABLA N°120: Costo m3 de concreto (cemento-arena) f´c 210 kg/cm2 .........273

ÍNDICE DE GRÁFICOS GRÁFICO N°01: Agregado fino de la cantera “Irina Gabriela” ......................... 73 xv

GRÁFICO N°02: Tamices para el análisis granulométrico. ............................. 75 GRÁFICO N°03: Curva granulométrica muestra N° 01 del agregado fino. ...... 76 GRÁFICO N°04: Curva granulométrica muestra N° 02 del agregado fino. ...... 77 GRÁFICO N°05: Curva granulométrica muestra N° 03 del agregado fino. ...... 78 GRÁFICO N°06: Imágenes panorámicas dentro de la empresa Ecopor ......... 81 GRÁFICO N°07: Curva granulométrica muestra N° 01 perla de poliestireno... 84 GRÁFICO N°08: Curva granulométrica muestra N° 02 perla de poliestireno... 84 GRÁFICO N°09: Curva granulométrica muestra N° 03 perla de poliestireno... 85 GRÁFICO N°10: Muestras tomadas de la arcilla expandida............................ 88 GRÁFICO N°11: Curva granulométrica muestra N° 01 arcilla expandida. ....... 91 GRÁFICO N°12: Curva granulométrica muestra N° 02 arcilla expandida. ....... 92 GRÁFICO N°13: Curva granulométrica muestra N° 03 arcilla expandida. ....... 93 GRÁFICO N°14: Composición por peso de un metro cúbico de la ESP01. ....100 GRÁFICO N°15: Composición por volumen de un metro cúbico de la ESP01 ...100 GRÁFICO N°16: Composición por peso de un metro cúbico de la ESP02. ....104 GRÁFICO N°17: Composición por volumen de un metro cúbico ESP02. .......104 GRÁFICO N°18: Composición por peso de un metro cúbico ESP03. .............108 GRÁFICO N°19: Composición por volumen de un metro cúbico ESP03. .......108 GRÁFICO N°20: Composición por peso de un metro cúbico de la CL01. ......112 GRÁFICO N°21: Composición por volumen de un metro cúbico de la CL01. .112 GRÁFICO N°22: Composición por peso de un metro cúbico de la CL02. ......116 GRÁFICO N°23: Composición por volumen de un metro cúbico de la CL02. .116 GRÁFICO N°24: Composición por peso de un metro cúbico de la CL03. ......120 GRÁFICO N°25: Composición por volumen de un metro cúbico de la CL03. .120 GRÁFICO N°26: Composición por peso de un metro cúbico de la CE01. ......124 xvi

GRÁFICO N°27: Composición por volumen de un metro cúbico de la CE01. 124 GRÁFICO N°28: Composición por peso de un metro cúbico de la CE02. ......128 GRÁFICO N°29: Composición por volumen de un metro cúbico de la CE02. 128 GRÁFICO N°30: Composición por peso de un metro cúbico de la CE03. ......132 GRÁFICO N°31: Composición por volumen de un metro cúbico de la CE03. 132 GRÁFICO N°32: Gráfico de resistencia vs día de curado – ESP01................133 GRÁFICO N°33: Gráfico de resistencia vs día de curado – ESP02................134 GRÁFICO N°34: Gráfico de resistencia vs día de curado – ESP03................135 GRÁFICO N°35: Gráfico de resistencia vs día de curado – CL01 ..................136 GRÁFICO N°36: Gráfico de resistencia vs día de curado – CL02 ..................137 GRÁFICO N°37: Gráfico de resistencia vs día de curado – CL03 ..................138 GRÁFICO N°38: Gráfico de resistencia vs día de curado – CE01 ..................139 GRÁFICO N°39: Gráfico de resistencia vs día de curado – CE02 ..................140 GRÁFICO N°40: Gráfico de resistencia vs día de curado – CE03 ..................141 GRÁFICO N°41: Colocación de las perlas de poliestireno para la mezcla .....142 GRÁFICO N°42: Composición por peso de un metro cúbico de la ESP-OP...146 GRÁFICO N°43: Composición por volumen de un metro cúbico ESP-OP......146 GRÁFICO N°44: Concreto liviano no estructural con perlas de poliestireno ...147 GRÁFICO N°45: Composición por peso de un metro cúbico del CL-OP ........151 GRÁFICO N°46: Composición por volumen de un metro cúbico del CL-OP. .151 GRÁFICO N°47: Muestra de concreto con arcilla expandida .........................152 GRÁFICO N°48: Composición por peso de un metro cúbico del CE-OP ........156 GRÁFICO N°49: Composición por volumen de un metro cúbico del CE-OP. .156 GRÁFICO N°50: Asentamiento del concreto ligero ........................................161 GRÁFICO N°51: Ensayo de exudación en recipiente de 10” de diámetro ......162 xvii

GRÁFICO N°52: Imágenes sobre el proceso del concreto endurecido. .........164 GRÁFICO N°53: Rotura de concretos livianos de baja densidad ...................165 GRÁFICO N°54: Gráfico de resistencia vs día de curado – ESP-OP .............166 GRÁFICO N°55: Gráfico de resistencia vs día de curado – CL-OP ................167 GRÁFICO N°56: Gráfico de resistencia vs día de curado – CE-OP ...............168 GRÁFICO N°57: Rotura de concreto liviano por resistencia a la tracción .......169 GRÁFICO N°58: Gráfico resistencia a la tracción vs día de curado ESP-OP .170 GRÁFICO N°59: Gráfico resistencia a la tracción vs día de curado CL-OP....171 GRÁFICO N°60: Gráfico resistencia a la tracción vs día de curado CE-OP ...172 GRÁFICO N°61: Ensayo de módulo de elasticidad en concretos ligeros. ......173 GRÁFICO N°62: Medición del tercio de la viga de concreto ...........................175 GRÁFICO N°63: Ensayo de resistencia a la flexión del concreto ...................176 GRÁFICO N°64: Ensayo de compresión ESP01 a los 7 días .........................208 GRÁFICO N°65: Ensayo de compresión ESP01 a los 14 días. ......................209 GRÁFICO N°66: Ensayo de compresión ESP01 a los 28 días. ......................210 GRÁFICO N°67: Ensayo de compresión ESP02 a los 7 días. ........................211 GRÁFICO N°68: Ensayo de compresión ESP02 a los 14 días .......................212 GRÁFICO N°69: Ensayo de compresión ESP02 a los 28 días. ......................213 GRÁFICO N°70: Ensayo de compresión ESP03 a los 7 días. ........................214 GRÁFICO N°71: Ensayo de compresión ESP03 a los 14 días. ......................215 GRÁFICO N°72: Ensayo de compresión ESP03 a los 28 días. ......................216 GRÁFICO N°73: Ensayo de compresión CL01 a los 7 días. ..........................217 GRÁFICO N°74: Ensayo de compresión CL01 a los 14 días. ........................218 GRÁFICO N°75: Ensayo de compresión CL01 a los 28 días. ........................219 GRÁFICO N°76: Ensayo de compresión CL02 a los 7 días. ..........................220 xviii

GRÁFICO N°77: Ensayo de compresión CL02 a los 14 días. ........................221 GRÁFICO N°78: Ensayo de compresión CL02 a los 28 días. ........................222 GRÁFICO N°79: Ensayo de compresión CL03 a los 7 días. ..........................223 GRÁFICO N°80: Ensayo de compresión CL03 a los 14 días. ........................224 GRÁFICO N°81: Ensayo de compresión CL03 a los 28 días. ........................225 GRÁFICO N°82: Ensayo de compresión CE01 a los 7 días. ..........................226 GRÁFICO N°83: Ensayo de compresión CE01 a los 14 días. ........................227 GRÁFICO N°84: Ensayo de compresión CE01 a los 28 días. ........................228 GRÁFICO N°85: Ensayo de compresión CE02 a los 7 días. ..........................229 GRÁFICO N°86: Ensayo de compresión CE02 a los 14 días. ........................230 GRÁFICO N°87: Ensayo de compresión CE02 a los 28 días. ........................231 GRÁFICO N°88: Ensayo de compresión CE03 a los 7 días. ..........................232 GRÁFICO N°89: Ensayo de compresión CE03 a los 14 días. ........................233 GRÁFICO N°90: Ensayo de compresión CE03 a los 28 días. ........................234 GRÁFICO N°91: Ensayo de compresión ESP-OP a los 7 días ......................235 GRÁFICO N°92: Ensayo de compresión ESP-OP a los 14 días. ...................236 GRÁFICO N°93: Ensayo de compresión ESP-OP a los 28 días. ...................237 GRÁFICO N°94: Ensayo de compresión CL-OP a los 7 días. ........................238 GRÁFICO N°95: Ensayo de compresión CL-OP a los 14 días. ......................239 GRÁFICO N°96: Ensayo de compresión CL-OP a los 28 días. ......................240 GRÁFICO N°97: Ensayo de compresión CE-OP a los 7 días.........................241 GRÁFICO N°98: Ensayo de compresión CE-OP a los 14 días. ......................242 GRÁFICO N°99: Ensayo de compresión CE-OP a los 28 días. ......................243 GRÁFICO N°100: Ensayo de tracción ESP-OP a los 7 días. .........................244 GRÁFICO N°101: Ensayo de tracción ESP-OP a los 14 días. .......................245 xix

GRÁFICO N°102: Ensayo de tracción ESP-OP a los 28 días. .......................246 GRÁFICO N°103: Ensayo de tracción CL-OP a los 7 días. ............................247 GRÁFICO N°104: Ensayo de tracción CL-OP a los 14 días. ..........................248 GRÁFICO N°105: Ensayo de tracción CL-OP a los 28 días. ..........................249 GRÁFICO N°106: Ensayo de tracción CE-OP a los 7 días. ...........................250 GRÁFICO N°107: Ensayo de tracción CE-OP a los 14 días. .........................251 GRÁFICO N°108: Ensayo de tracción CE-OP a los 28 días. .........................252 GRÁFICO N°109: Ensayo módulo de elasticidad N°01 ESP-OP (28 días) .....253 GRÁFICO N°110: Ensayo módulo de elasticidad N°02 ESP-OP (28 días) .....254 GRÁFICO N°111: Ensayo módulo de elasticidad N°03 ESP-OP (28 días) .....255 GRÁFICO N°112: Ensayo módulo de elasticidad N°01 CL-OP (28 días) .......256 GRÁFICO N°113: Ensayo módulo de elasticidad N°02 CL-OP (28 días) .......257 GRÁFICO N°114: Ensayo módulo de elasticidad N°03 CL-OP (28 días) .......258 GRÁFICO N°115: Ensayo módulo de elasticidad N°01 CE-OP (28 días) .......259 GRÁFICO N°116: Ensayo de módulo de elasticidad N°02 CE-OP (28 días) ..260 GRÁFICO N°117: Ensayo de módulo de elasticidad N°03 CE-OP (28 días) ..261 GRÁFICO N°118: Resistencia a flexión del concreto ESP-OP (7 días) ..........262 GRÁFICO N°119: Resistencia a flexión del concreto ESP-OP (28 días) ........263 GRÁFICO N°120: Resistencia a flexión del concreto CL-OP (7 días) ............264 GRÁFICO N°121: Resistencia a flexión del concreto CL-OP (28 días) ..........265 GRÁFICO N°122: Resistencia a flexión del concreto CE-OP (7 días) ............266 GRÁFICO N°123: Resistencia a flexión del concreto CE-OP (28 días) ..........267 GRÁFICO N°124: Precio comparativo ESP-OP vs Concreto f´c 20 kg/cm2 ...269 GRÁFICO N°125: Precio comparativo CL-OP vs Concreto f´c 175 kg/cm2 ....271 GRÁFICO N°126: Precio comparativo CE-OP vs Concreto f´c 210 kg/cm2 ...273 xx

RESUMEN El concreto es uno de los materiales más importantes en la industria de la construcción, por consiguiente, siempre se está buscando mejoras en su producción para mejorar sus propiedades físicas y mecánicas. Por lo tanto, la elaboración de un concreto liviano el cual disminuye su peso propio respecto al concreto tradicional, es una mejora significativa. No obstante, existe una gran dificultad en la producción de dicho concreto liviano, puesto que, en el Perú no existe una normativa ni dosificación autorizada. Por otra parte, se han realizado investigaciones a las propiedades mecánicas del concreto liviano consiguiendo resultados a la compresión no tan bajos. La presente investigación tiene como materia principal encontrar diseños óptimos para la elaboración de concretos livianos: Espuma de concreto, Concreto liviano no estructural y Concreto estructural de baja densidad; a base de poliestireno expandido o arcilla expandida. Los cuales cumplan con las densidades y resistencia a la compresión establecidas por el “Portland Cement Association” para ser considerados concretos livianos. Los materiales involucrados en la elaboración del concreto liviano en la presente tesis, fueron: arena de la cantera Irina Gabriela, cemento Portland Tipo I, perla de poliestireno, arcilla expandida y aditivos como superplastificante e incorporador de aire. La investigación está dividida primordialmente en 3 partes: Características de los materiales; en el cual se encontraron las propiedades físicas de los agregados involucrados como agregado fino, perla de poliestireno y arcilla expandida. Fase exploratoria; en el cual se realizaron diseños exploratorios al no existir antecedentes de investigación que involucraran los materiales con la arena de nuestra zona. En esta fase se encontraron las densidades del concreto en estado fresco y la resistencia a la compresión a los 28 días.

xxi

Fase óptima; en esta fase se eligieron los diseños óptimos de la fase exploratoria; a los cuales se le realizaron ensayos al estado fresco y endurecido. Al obtener los resultados de la fase óptima, se pasó a la verificación de la hipótesis, el cual confirma la hipótesis planteada, encontrándose que, los concretos livianos: Espuma de concreto, Concreto liviano no estructural y Concreto estructural de baja densidad; cumplen con las densidades y resistencia a la compresión establecidas por el “Portland Cement Association”. Del cual se confirma que la elaboración de concretos livianos con la arena de nuestra zona brinda una resistencia a la compresión aceptable. Finalmente, se realizó un análisis de costos, en el cual se compararon los costos obtenidos por los concretos livianos: Espuma de concreto, Concreto liviano no estructural y Concreto estructural de baja densidad; con diseños de concreto (cemento-arena) elaborados por el Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayo de Materiales de la Universidad Científica del Perú. Encontrándose que los concretos livianos con perla de poliestireno (Espuma de concreto y Concreto liviano no estructural) cuentan con una diferencia mínima en costo por m³. Por el contrario, el concreto liviano con arcilla expandida (Concreto estructural de baja densidad) presenta una diferencia superior en su costo de producción por m³, en gran medida, por no existir producción de arcilla expandida en nuestra zona.

Palabras claves: concreto liviano, espuma de concreto, concreto liviano no estructural, concreto estructural de baja densidad, Portland Cement Association, perla de poliestireno, arcilla expandida.

xxii

ABSTRACT Concrete is one of the most important materials in the construction industry, therefore, we are always looking for improvements in its production to improve its physical and mechanical properties. Therefore, the development of a Lightweight Concrete which decreases its own weight with respect to the traditional concrete, is a significant improvement.

However, there is a great difficulty in the production of such Lightweight Concrete, since in Peru there is no regulation or authorized dosage. On the other hand, research has been carried out on the mechanical properties of lightweight concrete, achieving not so low compression results. The main subject of the present research is to find optimal designs for the manufacture of light concrete: Concrete foam, Light Non-structural Concrete and Low-Density Structural Concrete; based on expanded polystyrene or expanded clay. Which comply with the densities and resistance to compression established by the "Portland Cement Association" to be considered Lightweight Concrete. The materials involved in the construction of lightweight concrete in this thesis were: Irina Gabriela quarry sand, Portland Type I cement, polystyrene bead, expanded clay and additives as superplasticizer and air incorporator. The research is divided primarily into 3 parts: Characteristics of the materials; in which the physical properties of the aggregates involved were found as fine aggregate, polystyrene bead and expanded clay. Exploratory phase; in which exploratory designs were made since there was no research background that involved the materials with the sand in our area. In this phase the densities of the concrete in fresh state and the resistance to compression at 28 days were found.

xxiii

Optimal phase; in this phase the optimal designs of the exploratory phase were chosen; which were tested to the fresh and hardened state.

When obtaining the results of the optimal phase, the hypothesis was verified, which confirms the proposed hypothesis, finding that the lightweight concrete: Concrete foam, light non-structural concrete and low-density structural concrete; they comply with the densities and compressive strength established by the "Portland Cement Association". Of which it is confirmed that the elaboration of light concrete with the sand of our zone offers an acceptable resistance to compression. Finally, a cost analysis was carried out, in which the costs obtained by the lightweight concrete were compared: Concrete foam, light non-structural concrete and low-density structural concrete; with concrete designs (cementsand) made by the Laboratory of Soil Mechanics and Materials Testing of the Scientific University of Peru. It is found that light concrete with a polystyrene bead (concrete foam and light non-structural concrete) have a minimum difference in cost per m³. On the contrary, light concrete with expanded clay (structural concrete of low density) presents a higher difference in its cost of production per m³, to a large extent, because there is no production of expanded clay in our area.

Keywords: lightweight concrete, concrete foam, non-structural lightweight concrete, low density structural concrete, Portland Cement Association, polystyrene bead, expanded clay.

xxiv

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN 1.1.

INTRODUCCIÓN En sus construcciones tanto los griegos como los romanos

empleaban materiales puzolánicos mezclado con cal para preparar morteros hidráulicos o concretos;

desde

entonces,

es difícil imaginar realizar

construcciones sin el uso del concreto. Todos los días al transitar observamos construcciones hechas a base de concreto: pistas, edificios, viviendas, puentes, etc. y se evidencia el uso de concretos con diferentes características que satisfacen a las demandas de servicio, en esa línea los autores de la presente tesis nos propusimos a estudiar sobre los concretos livianos hechos a base de agregados artificiales.

Primero, repasemos las características del suelo de fundación de la ciudad de Iquitos. Los sedimentos predominantes son arena fina y arcilla. No se observa en la zona afloramientos rocosos, ni sedimentos del tipo de agregados gruesos. Debido a la fuerte precipitación pluvial en Iquitos y a que el nivel freático no se encuentra en la mayoría de los casos muy profundo, las arenas arcillosas y las arcillas superficiales se encuentran saturadas. En general, las características geotécnicas del suelo de Iquitos se manifiestan en la baja capacidad portante del suelo que sirve como soporte a las estructuras, motivo por el cual se impide la construcción de estructuras robustas y pesadas. En tal sentido, nace el interés de los autores en contribuir con los estudios sobre el concreto liviano con perlita de poliestireno o arcilla expandida para que puedan ser usados en el estudio de estructuras livianas, las cuales no afecten los criterios de diseño. Bajo un análisis crítico de cómo podemos disminuir el peso de la estructura nos damos cuenta que no podemos controlar la carga viva de la construcción, ya que es muy variable y depende del uso que se le pueda dar. Sin embargo, es posible aminorar el peso de la carga muerta disminuyendo la

densidad

del

concreto.

En

consecuencia;

buscamos

mejorar

las 1

características físicas y mecánicas del concreto para la elaboración de concretos livianos como: Espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto estructural de baja densidad. Los productos mencionado líneas arriba se fabricarán incorporando deliberadamente perlitas poliestireno y la arcilla expandida para obtener materiales de muy baja densidad.

En los últimos años, se ha experimentado con diversos agregados a la mezcla de concreto buscando conseguir similar comportamiento a nivel de resistencia, plasticidad y costos, variables. En estudios anteriores, en nuestro país y en otros se hicieron investigaciones respeto al concreto ligero utilizando como agregados a la perlita de poliestireno, la arcilla expandida y agregado fino. Los componentes empleados cuentan con sus propias características físicas y mecánicas que pueden diferir con los materiales con las que se cuenta en nuestra región.

Consecuentemente; el objetivo general de la investigación es diseñar una mezcla de concreto cemento-arena liviano empleando perlitas de poliestireno o arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela, Distrito de San Juan Bautista, que permitan obtener resistencias a la compresión aceptables y densidades menores al concreto (cemento-arena) tradicional, cabe resaltar que estos ensayos se realizaran en 2 etapas: Fase exploratoria y fase óptima.

Para el cumplimiento del objetivo propuesto, se realizarán pruebas de diseño para encontrar las propiedades físicas y mecánicas del concreto liviano con agregados artificiales. Estos ensayos se realizarán en el Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayo de Materiales de la Universidad Científica del Perú, siguiendo las Normas Técnicas para cada caso, también se realizará un cuadro comparativo de precios, para encontrar las ventajas y desventajas en la producción de este concreto liviano.

2

1.2.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

1.2.1. Problema general ¿Cuáles son los diseños de mezcla de concreto (cemento – arena) liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela, distrito de San Juan Bautista; que permitan obtener resistencias a la compresión aceptables y densidades menores al concreto tradicional, para la elaboración de: “Espuma de concreto”, “concreto liviano no estructural” y “concreto liviano estructural de baja densidad”?

1.2.2. Problemas específicos 1. ¿Qué características físicas poseen los agregados involucrados: perlitas de poliestireno, arcilla expandida y arena de la cantera Irina Gabriela San Juan Bautista?

2. ¿Cuáles son los valores de las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena) liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela, distrito de San Juan Bautista; al efectuarse pruebas de diseños de mezcla en la fase exploratoria?

3. ¿Cuáles son los valores de las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena) liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela, distrito de San Juan Bautista; de los diseños óptimos seleccionados de la fase exploratoria?

3

1.3.

JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN El estudio exploratorio de diseño de mezclas empleando perlitas de

poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela - San Juan Bautista busca contar con un material de construcción que nos permita elaborar elementos divisorios u otros tipos de elementos, los cuales puedan tener resistencias aceptables pero de menor densidad que la concreto cemento - arena simple; siendo de ayuda ante el uso irracional de los agregados finos de las canteras de Iquitos y la extracción de agregado grueso de diferentes zonas.

El área de extracción de materiales de construcción en general presenta un deterioro paisajístico y morfológico, así mismo se genera emisiones de material y polvo, durante las fases de extracción y comercialización. En Loreto, especialmente en la ciudad metropolitana de Iquitos, donde para cumplir con las exigencias de la dotación de infraestructura, se viene explotando las canteras de arena cuarzosa blanca del área de influencia de la carretera Iquitos Nauta, espacios donde también se ven afectados el paisaje y los impactos sociales y ambientales son de carácter permanente, pues aquí la arena se explota y consume directamente sin beneficio previo y no hay reposición de agregados como en el caso de San Martín, previéndose su agotamiento al año 2028 (ÁLVAREZ & IRIGOIN, 2014).

Una de las mayores fuentes generadoras de la contaminación por dióxido de carbono es la industria de la construcción. Según refiere Manrique (2016), por estudios realizados por la Universidad Politécnica de Valencia, se sabe que el sector de la construcción es el responsable de la emisión del 30% a 40% de los gases que producen el efecto invernadero y el 50% del balance mundial de las emisiones totales. Si a esto le sumamos el hecho de que las empresas mineras y los Estados mismos, no han tenido, a lo largo del tiempo, el debido cuidado, control y evaluación de los impactos ambientales durante la explotación de las canteras para la obtención de material pétreo utilizado en la preparación del no menos el 80% del volumen concreto – material por excelencia- de uso en la construcción civil.

4

A esta realidad, si se incluye las enormes cantidades de poliestireno que se generan en la industria del petróleo, nos coloca en un escenario que obliga a la academia a tomar una posición para contribuir en la solución de esta problemática.

En los últimos 40 años, en procesos innovadores, se ha experimentado con diversos tipos de agregados en la preparación de mezclas de concreto desde las autocompactables hasta las livianas, éstas últimas, por sustitución de parte del agregado grueso por cenizas volantes, partículas plásticas y otros, o por uso de agregado grueso poroso o sustitución parcial o total de éste por perlas de poliestireno expandido; siendo, el comportamiento mecánico de resistencia y plasticidad las evaluadas en comparación con la variable costo. En los últimos años, la idea principal ha sido lograr un concreto estructural liviano, amparándose en el hecho de que el poliestireno expandido es un material plástico, proveniente del petróleo y las perlas de este material al estar formado en un 98% de aire, que al sustituir al agregado grueso, se estará conformando un concreto liviano, aislante térmico y acústico para construcciones ecológicamente más eficientes y de bajo precio; además de buscar insumir el poliestireno que representa un producto altamente tóxico para el planeta, que no es biodegradable y que su descomposición tarda unos mil años, a lo que se agrega, el caso de que si es consumido por animales marinos y aves les ocasiona la muerte (MANRIQUE, 2016).

Se sabe que las propiedades de la infraestructura dependen de los materiales de construcción con los cuales se fabrican. En Loreto las viviendas tienen paredes conformadas principalmente de elementos de concreto o mortero, cuyas propiedades térmicas resultan ser insuficientes para evitar la entrada de calor a los interiores de las viviendas, lo cual trae como consecuencia el excesivo uso de sistemas de climatización que a su vez aumenta el consumo energético en gran medida.

Los resultados de la investigación podrán ser tomadas en cuenta por las autoridades competentes para elaborar un plan sostenible para la elaboración 5

de edificaciones menos pesadas utilizando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y la arena de Iquitos a su diseño de mezclas; por ello, consideramos de gran importancia realizarla, y así obtener resultados aproximados y/o exactos, a partir de datos reales de las propiedades físicas y mecánicas de los materiales, para elaborar los proyectos futuros, pues actualmente los proyectistas elaboran sus diseños utilizando los valores referenciales, entre otras, del módulo elástico del concreto, señaladas en el Reglamento Nacional de Edificaciones que son propias del concreto elaborado con agregado grueso y agregado fino de distinta procedencia.

Es por esto que, siguiendo las líneas de investigación de la Universidad Científica del Perú – Carrera de Ingeniería Civil, en el Área de Construcción, Línea de Tecnología de los Materiales de Construcción, se decidió incursionar en esta investigación, en la cual se estudiará el comportamiento de un concreto cemento – arena elaborado a base de cemento, arena blanca cuarzosa de Iquitos, perlas de poliestireno y arcilla expandida, proyectándonos a elaborar productos de espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto liviano estructural que puedan alcanzar densidades menores y resistencias sino superiores al menos cercanas al concreto común. 1.4.

ALCANCES Y LIMITACIONES

1.4.1. Temática La investigación se circunscribe al estudio del concreto (cemento-arena) liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela, distrito de San Juan Bautista como componentes de la mezcla para la elaboración de ensayos de laboratorio que determinen las propiedades físicas y

mecánicas de los diseños de mezcla que

logren

resistencias aceptables y densidades menores al concreto tradicional; para la obtención de productos de espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto estructural de baja densidad.

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1.4.2. Geografía El lugar de estudio se circunscribe al distrito de San Juan Bautista - lugar de procedencia de los agregados finos. Los ensayos se realizarán en el Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayo de Materiales de la Universidad Científica del Perú sito en Av. Quiñones km 2.5 distrito de San Juan Bautista.

1.4.3. Temporal La duración de este estudio se realizó en diez (10) meses, en el periodo comprendido entre los meses de enero 2018 y noviembre 2018.

1.4.4. Limitaciones La investigación se limitó a estudiar las propiedades físicas y Mecánicas del concreto cemento-arena liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y arena de la cantera Irina Gabriela - San Juan Bautista; así como su funcionalidad en productos de espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto liviano estructural. Los ensayos de rotura para la determinación de la resistencia a la compresión se efectuaron a los siete (7), catorce (14) y veintiocho días (28) Para la realización de la presente investigación, la arcilla expandida fue adquirido de la ciudad de Lima. Las razones de dicha medida conciernen a que su proceso de fabricación es muy complejo y requiere del uso de equipos y hornos de alta temperatura. La empresa proveedora de la arcilla expandida fue “Marley’s Planet E.I.R.L” ubicado en el Pj. Mariscal Antonio José de Sucre N° 154 Urb. Leuro Lima-Lima-Miraflores.

Para la obtención del agregado fino fue necesario adquirirlo de la cantera Irina Gabriela ubicado en el Km 17 de la carretera Iquitos-Nauta.

Las perlas de poliestireno fueron obtenidas por donación de la empresa Ecopor situada en la carretera Sta. Clara.

7

1.5.

OBJETIVOS

1.5.1. Objetivo general

1. Diseñar mezclas de concreto (cemento-arena) liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela, distrito de San Juan Bautista, que permitan obtener resistencias a la compresión y densidades menores al concreto tradicional, para la elaboración de “espuma de concreto”, “concreto liviano no estructural” y “concreto estructural de baja densidad”.

1.5.2. Objetivos específicos 1. Caracterizar los agregados involucrados: perlitas de poliestireno, arcilla expandida y arena de la cantera Irina Gabriela - San Juan Bautista. 2. Determinar los valores de las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena) liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela, distrito de San Juan Bautista al efectuar pruebas de diseños de mezcla en la fase exploratoria. 3. Determinar los valores de las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena) liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela, distrito de San Juan Bautista de los diseños óptimos seleccionados de la fase exploratoria.

1.6.

Hipótesis de trabajo Las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena)

liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera de Irina Gabriela, distrito de San Juan Bautista; cumplen con las densidades y resistencia a la compresión establecidas por el “Portland Cement 8

Association” para su uso en la elaboración de: Espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto liviano estructural.

1.7.

ANTECEDENTES DE ESTUDIO (RODRIGUEZ CHICO, 2017) en su proyecto para obtener el título de

Ingeniero Civil “Concreto liviano a base de poliestireno expandido para la prefabricación de unidades de albañilería no estructural – Cajamarca” recomienda que al momento de mezclado de los componentes se agregue un porcentaje mayor de poliestireno expandido ya que pequeños incrementos de ésta influyen en gran medida en la densidad y resistencia final del Concreto Ligero. También recomienda usar agregado fino de rio lavado y redondeado para el mejor acomodo de partículas entre el agregado fino y el poliestireno expandido. (RODRIGUEZ CHICO, 2017) encontró un concreto liviano a base de poliestireno de densidad 1232.12 Kg/m3 y con una resistencia a la compresión de 20.30 Kg/cm2 y 35.84 Kg/cm2 a los 7 y 28 días respectivamente, con módulo de elasticidad de 34146.6 Kg/cm2 a los 28 días. Utilizando el 7.61% de perla de poliestireno expandido modificado con densidad de 154.17 Kg/m3 y el 92.39% de arena con módulo de fineza 2.71, con relación A/C de 0.47. En este trabajo de investigación se concluyó que los bloques de concreto liviano presentan con propiedades acústicas, térmicas y de gran resistencia al fuego, así como ya es sabido de su ligero peso. Lo que se propuso este trabajo de investigación fue superar estos resultados indicados o por lo menos igualarlos. (QUESADA VÍQUEZ, 2014), en su trabajo de investigación “Estudio exploratorio en diseño de mezclas de concreto liviano para Holcim (Costa Rica) S.A”. Afirma que, “En esta investigación se busca la elaboración de productos de espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto estructural liviano utilizando los agregados de la zona, concluyendo lo siguiente: Los altos contenidos de aire en la mezcla afectan directamente la resistencia a la compresión; por lo tanto, la manera más adecuada de reducir la densidad, sin afectar demasiado la resistencia, es con la implementación de 9

materiales de baja densidad, como el poliestireno expandido, en lugar del agregado grueso convencional. Sin embargo, con los resultados obtenidos hasta ahora no se pueden llamar concretos estructurales. Para la espuma de concreto, se logró determinar un diseño que permite obtener un concreto de 765 kg/m3 de densidad, con una resistencia a la compresión de 1.3 Mpa (13.26 Kg/cm2) y 1,6 MPa (16.32 Kg/cm2) a los 7 y 28 días respectivamente, relación A/C de 0.48 y un contenido de aire del 45%. Esto se logró al utilizar el 75% de perla de poliestireno expandido con módulo de fineza 5.3 y el 25 % de arena con módulo de fineza 3.8. Incluyendo también 3.26 Lt/m3 de plastificante y 1.87 Lt/m3 de aditivo incorporador de aire. Se logró determinar, para el concreto liviano no estructural, un diseño que permite obtener un concreto de 1580.7 kg/m3 de densidad y una resistencia a la compresión de 12 Mpa (122.4 Kg/cm2) y 16,1 Mpa (164.22 Kg/cm2) a los 7 y 28 días respectivamente, relación A/C de 0.58 y un contenido de aire del 6,5%. En este caso, se utilizó el 45% de perla de poliestireno expandido con módulo de fineza 5.3 y el 55% de arena de módulo de fineza 3.8. Incluyendo también 4.96 Lt/m3 de plastificante y ninguna clase de aditivo incluso de aire. Finalmente, para el concreto estructural de baja densidad se logró obtener un diseño a base de piedra y arena de Guacalillo, el cual permite obtener, en promedio, un concreto de 2041.7 kg/m3 de densidad, con una resistencia a la compresión 24 Mpa (244.8 Kg/cm2) y 35,2 Mpa (359.04 Kg/cm2) a los 7 y 28 días respectivamente, relación A/C de 0.57 y un contenido de aire del 4,6%”. Esto se logró incluyendo el 40% de piedra con módulo de fineza 6.9, peso unitario suelto de 1123 Kg/m3 y 60% de arena con módulo de fineza 3.8. Incluyendo también 4.96 Lt/m3 de plastificante y 0.22 Lt/m3 de aditivo inclusor de aire.

(YAGUAL VERA & VILLACÍS APOLINARIO, 2015) Según estos investigadores, “El manejo del poliestireno expandido presenta ciertas complicaciones, especialmente a la hora de su dosificación por peso, lo cual podría provocar ocasionalmente variaciones en la mezcla si no se maneja con cuidado. En relación al uso de arcilla como agregado artificial para la elaboración de concreto ligero estructural, encontramos conclusiones, importantes, que pasamos a mencionar: 10

Según la norma ASTM C330, se concluye que la arcilla expandida cumple con los requisitos de agregado ligero para mezclas de hormigón. Para obtener hormigón liviano con arcilla expandida de densidad menor a 1850 kg/m³ y de resistencia de diseño mayores a 20 MPa las dosificaciones adecuadas son con contenido de cemento superiores a 400 kg y con una proporción de 60% de agregado fino y 40% de arcilla expandida cumpliendo con la norma ACI 318 donde indica que la resistencia del hormigón liviano estructural debe ser mayor a 17 MPa a los 28 días superando la resistencia del hormigón con piedra pómez”. De tal modo, (YAGUAL VERA & VILLACÍS APOLINARIO, 2015), logro determinar un concreto liviano no estructural con un diseño que permite obtener un concreto de 1617.29 kg/m3 de densidad y una resistencia a la compresión de 121.60 Kg/cm2) y 172.82 Kg/cm2 a los 7 y 28 días respectivamente, relación A/C de 0.60 y un módulo de elasticidad de 12.2 Gpa (124405.4 Kg/cm2) a los 28 días. En este caso, se utilizó el 40% de arcilla expandida con peso unitario suelto de 375 Kg/cm3 y el 60% de arena de módulo de fineza 3.3. Incluyendo también 9.6 Lt/m3 de plastificante y ninguna clase de aditivo incluso de aire. Según, (DÍAZ LÓPEZ, 2017) “En los ensayos a compresión a los 7 días de edad con el hormigón normal se obtiene la mayor resistencia con 136.88 kg/cm2, con el 5 % de arcilla expandida una resistencia de 136.74 kg/cm2, en los demás porcentajes de arcilla expandida la resistencia del hormigón tiende a disminuir ligeramente, llegando a una resistencia de 117.81 kg/cm2 siendo la más baja para las muestras del 30% de arcilla expandida. De esta manera para las muestras de hormigón normal y las muestras con 5% de arcilla expandida se adquiere una resistencia a la compresión dentro de los límites admisibles. Límite Inferior = 65% (136.5 kg/cm2); Límite Superior = 75% (157.5 kg/cm2). A los 14 días de edad en las muestras con 5% de arcilla expandida se obtiene la mayor resistencia con 195,28 kg/cm2, mientras que en el hormigón normal se obtiene una resistencia de 194,06 kg/cm2, para los demás porcentajes de 10%, 20% y 30% el hormigón tiende a disminuir su resistencia a la compresión. Cabe recalcar que la mayor resistencia se obtiene en los cilindros con 5% de arcilla expandida llegando a estar por encima del límite superior

11

establecido. Límite Inferior = 80% (168 kg/cm2); Límite Superior = 90% (189 kg/cm2). En el hormigón de 28 días se obtiene la misma tendencia que a los 7 y 14 días de edad llegando a la mayor resistencia a la compresión en las muestras con 5 % de arcilla expandida con resultados de 235.13 kg/cm2, para el hormigón normal se llega a una resistencia de 234.95 kg/cm2 mientras que las muestras con 10% una resistencia de 224.02 kg/cm2, con 20% una resistencia de 217.19 kg/cm2 y con el 30% una resistencia de 195.16 kg/cm2 siendo esta la única que se encuentra en el límite inferior, todas las anteriores sobrepasan el límite superior establecido. Límite Inferior = 95% (199.5 kg/cm2) - Promedio = 100% (210 kg/cm2) - Límite Superior = 105% (220.5 kg/cm2)”. (DÍAZ LÓPEZ, 2017) logró determinar para el concreto estructural de baja densidad una resistencia de 117.81 y 195.16 Kg/cm2 a los 7 y 28 días respectivamente, resistencia lograda al utilizar el 30% de arcilla expandida con peso unitario suelto de 483 Kg/m3 y 70% de arena con peso unitario suelto 1459 Kg/m3 y módulo de fineza 2.56, y una relación A/C de 0.60. (CALDERÓN MAMANI, 2016) según el investigador “El presente trabajo de investigación que lleva por título “Influencia del poliestireno, aditivo incorporador de aire en el comportamiento mecánico del concreto con agregado natural y procesado de la ciudad de Huancané” tiene como objetivo general: determinar las propiedades mecánicas del concreto con poliestireno, aditivo incorporador de aire en el concreto, con agregado natural de la cantera Isla-Juliaca y agregado procesado de la cantera Quechaya Huancané. Para ello se han elaborado 42 probetas las cuales se dividieron en 2 grupos”. “El Primer grupo de 21 briquetas, 03 de ellos con agregado natural, 09 agregando poliestireno en 0.3%, 0.6% y 0.9%, según el peso del cemento, y otros 09 agregando aditivo incorporador de aire en 0.3%, 0.6% y 0.9% según el peso del cemento”. “El segundo grupo de 21 briquetas, 03 de ellos con agregado procesado, 09 agregando poliestireno en 0.3%, 0.6% y 0.9%, según peso del cemento, y otros 09 agregando aditivo incorporador”.

12

Los resultados obtenidos en el trabajo de investigación fueron que: En el primer grupo de probetas, al agregarse 0.3%, 0.6% y 0.9% de poliestireno según el peso del cemento se consiguieron resistencias de f´c 20.24 Mpa, 19.25 Mpa y 17.49 Mpa y un módulo de elasticidad de 19742.72 Mpa, 18639.79 Mpa y 16425.75 Mpa respectivamente. En otro sentido, al agregarse 0.3%, 0.6% y 0.9% de aditivo incorporador de aire según el peso del cemento obtuvieron una resistencia f´c de 19.95 Mpa, 19.11 Mpa y 18.39 Mpa y un módulo de elasticidad de 19607.15 Mpa, 18651.87 Mpa y 17448.05 Mpa respectivamente. En el segundo grupo de probetas, al agregarse 0.3%, 0.6% y 0.9% de poliestireno según el peso del cemento se consiguieron resistencias de f´c 23.38 Mpa, 20.59 Mpa y 18.29 Mpa y un módulo de elasticidad de 19106.73 Mpa, 18309.30 Mpa y 17193.71 Mpa respectivamente. En otro sentido, al agregarse 0.3%, 0.6% y 0.9% de aditivo incorporador de aire según el peso del cemento obtuvieron una resistencia f´c de 21.05 Mpa, 19.36 Mpa y 17.63 Mpa y un módulo de

elasticidad

de

19563.32

Mpa,

19242.56

Mpa

y

18581.29

Mpa

respectivamente.

13

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO 2.1.

EL CONCRETO El concreto es un producto o masa conformada por un medio aglutinador.

Generalmente, este medio es el producto de la reacción entre cemento hidráulico y agua. Sin embargo, hoy día esta definición abarca una amplia gama de productos; hay concretos hechos con diferentes tipos de cemento: puzolana, ceniza, escoria de alto horno, aditivo dosificado, sulfuro, ingredientes para mezcla, polímeros y fibras, entre otros. Además, esos concretos pueden ser calentados, calentados al vapor, en autoclaves tratados al vacío, comprimidos hidráulicamente, son sometidos a choques y vibraciones, forzados a presión y pulverizados. (A.M & J.J, 1998)

El concreto es un material heterogéneo el cual está compuesto principalmente de la combinación de cemento, agua y agregados fino y grueso. El concreto contiene un pequeño volumen de aire atrapado, y puede contener también aire intencionalmente incorporado mediante el empleo de un aditivo (RIVVA LÓPEZ, 2013)

En la actualidad, el concreto es el material de construcción más importante y de frecuente utilización en las grandes construcciones de infraestructura: complejos industriales, vías de comunicación y edificaciones en todo el mundo. Se pueden obtener concretos en un amplio rango de propiedades ajustando apropiadamente las proporciones de los materiales constitutivos. Un mal concreto es una sustancia no homogénea y débil, que está hecha con una mezcla simple de cemento, agregado y agua. Curiosamente, los ingredientes de un buen concreto son exactamente los mismos, la diferencia consiste en saber cómo hacerlo (A.M & J.J, 1998).

14

2.1.1. Componentes y complementos del concreto Seguidamente, se da las definiciones de los elementos constitutivos del concreto y la importancia de cada una de ellas para que el producto final sea un concreto de muy buena calidad.

2.1.1.1.

Cemento Portland

La Norma de Estructura E.060 Concreto Armado – 2009, define al Cemento Portland como un producto obtenido por la pulverización del Clinker Portland con la adición eventual de sulfato de calcio. Se admite la adición de otros productos que no excedan del 1% en peso del total siempre que la norma correspondiente establezca que su inclusión no afecta las propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionados deberán ser pulverizados conjuntamente con el Clinker. El cemento por adición de una cantidad conveniente de agua forma una pasta aglomerante capaz de endurecer, tanto bajo el agua como en el aire.

La principal organización de políticas, investigación, educación e inteligencia de mercado que sirve a los fabricantes de cemento de Estados Unidos es la Portland Cement Association (PCA), fundada en 1916. Los miembros de PCA representan el 93% de la capacidad de producción de cemento de los EE.UU. Con instalaciones en los 50 estados. PCA promueve la seguridad, sostenibilidad y la innovación en todos los aspectos de la construcción, fomenta la mejora continua en la fabricación y distribución de cemento y, en general, promueve el crecimiento económico y la inversión de infraestructura sólida.

Los cementos que cumplan con la norma ASTM C-150 pueden ser usados para la producción de concreto. En el mercado peruano, existen los siguientes tipos: •

Tipo I: Se le conoce como cemento Portland ordinario y es el de mayor comercialización en el mercado. Se usa, donde no se requieren propiedades especiales.

15

•

Tipo II: De moderada resistencia a los sulfatos y moderado calor de hidratación. Se emplea en estructuras con ambientes agresivos y/o en vaciados masivos.

•

Tipo III: Desarrollo rápido de resistencia con elevado calor de hidratación. Se usa en climas fríos o en los casos en que se necesite adelantar la puesta en servicio de las estructuras.

•

Tipo IV: De bajo calor de hidratación. Generalmente, se lo usa para concretos masivos.

•

Tipo V: Alta resistencia a los sulfatos. Su uso es obligado para ambientes muy agresivos.

TABLA N°01: Cementos Peruanos Marca

Tipo

Peso específico

Superficie específica(cm2/gr)

Sol

I

3.11

3500

Atlas

IP

2.97

5000

Andino

I

3.12

3300

Andino

II

3.17

3300

Andino

V

3.15

3300

Pacasmayo

I

3.11

3100

Yura

IP

3.06

3600

Yura

IPM

3.09

3500

Rumi

IPM

…

3800

Fuente: (RIVVA LÓPEZ, 2013) Libro Diseño de Mezclas.

Los valores de esta tabla han sido determinados en el Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).

TABLA N°02: Principales componentes del cemento Portland Nombre del componente

Composición oxida

Abreviatura

Silicato de tricálcico

3CaO.SiO2

C3S

Silicato de bicálcico

2CaO.SiO2

C2S 16

Aluminato tricálcico

3CaO.Al2O3

C3A

Ferroaluminato tetra cálcico

4 CaO.Al2O3.Fe2O3

C4AF

Fuente: (A.M & J.J, 1998) Libro Tecnología del Concreto

2.1.1.2.

Agua

El agua empleada en la mezcla debe ser limpia, libre de aceites, ácidos, álcalis, sales y materias orgánicas. En general, e agua potable es adecuada para el concreto. Su función principal es hidratar el cemento, pero también se usa para mejorar la trabajabilidad de3 la mezcla. (HARMSEN, 2005)

Para cada cuantía de cemento existe una cantidad de agua total de la agregada que se requiere para la hidratación del cemento; el resto del agua solo sirve para aumentar la fluidez de la pasta para que cumpla la función de lubricante de los agregados y se pueda obtener manejabilidad adecuada de las mezclas frescas. El agua adicional es una masa que queda dentro de la mezcla y cuando se fragua el concreto va a crear porosidad, lo que reduce la resistencia, razón por la que cuando se requiera una mezcla bastante fluida no debe lograrse su fluidez con agua, sino agregando aditivos. El agua utilizada para la preparación y curado del concreto deberá cumplir con las exigencias de la Norma NTP 339.088.

2.1.1.3.

Agregados

Los agregados, llamados también áridos o inertes, son definidos como el conjunto de partículas, sean éstos de origen natural o artificial, que puedan ser tratados o elaborados, y cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por la Norma Técnica Peruana 400.011

Los agregados ocupan alrededor de las 3/4 partes del volumen total del concreto, por lo que es preciso tener un especial cuidado en el estudio de su origen a partir del tipo de la roca madre y sus principales características físicas y químicas, porque éstas influyen directamente en la calidad del concreto.

17

Las características físicas más importantes de los agregados son: peso unitario, peso específico, contenido de humedad, porosidad y la distribución granulométrica de las partículas, conocida como granulometría, el módulo de finura; para las cuales existen una serie de ensayos de laboratorio estandarizados, para su comparación con valores de referencia establecidos en las Normas o para establecerlo en los diseños de mezcla de concreto.

(RIVVA LÓPEZ, 2013), la granulometría es un elemento fundamental en la preparación del concreto, estando relacionado con la trabajabilidad del concreto en estado fresco y en las propiedades del concreto endurecido, como la resistencia a la compresión y el módulo de elasticidad.

El muestreo de los agregados es una operación fundamental en el proceso de control de calidad, se realiza según la Norma Técnica NTP 400.010, concordante con la Norma ASTM C 702.

El agregado según diámetro de las partículas, se divide en agregados grueso y fino; los cuales, como se verá, cumplen funciones diferentes, pero complementarias en el concreto. Muchas veces, ambos agregados están naturalmente mezclados en canteras en el lecho de los ríos, al que se le conoce en Perú como hormigón y en muchos de los casos se usa para preparar concreto sin el tratamiento, chancado y separación previa.

En la Selva Baja peruana no existe la disponibilidad natural de agregado grueso y para la construcción de estructuras se utiliza la mezcla de cemento, arena cuarzosa blanca, (de granulometría uniforme y módulo de finura inferior a 2), agua y opcionalmente aditivos, cuyo material para diferenciarlo del mortero de uso universalmente no estructural, se le conoce como “Concreto Cemento Arena” o simplemente “Concreto de Arena”. A sabiendas que el uso de este material para construcción de sistemas y elementos estructurales no está permitido, en las ciudades de Loreto se lo está usando como material estructural y para la determinación de las propiedades de la arena se viene empleando las disposiciones de la Norma Técnica NTP y Norma ASTM, como también las recomendaciones del ACI y ASOCEM. 18

2.1.2. Fases de la producción del concreto

2.1.2.1.

Dosificación

La dosificación implica establecer las proporciones apropiadas de los materiales que componen el hormigón, a fin de obtener la resistencia y durabilidad requeridas, o bien, para obtener un acabado o adherencia correctos. Generalmente expresado en gramos por metro cúbico (g/m3). (Wikipedia, 2018).

2.1.2.2.

Mezclado

La operación de mezclado consiste básicamente en la rotación o batido, con el propósito de cubrir la superficie de todas las partículas del agregado con la pasta de cemento y mezclar todos los ingredientes del concreto en una masa uniforme; esta uniformidad no debe afectarse durante el proceso de descarga de la mezcladora. El tiempo mínimo de mezclado del concreto es función de la cantidad de mezcla a preparar y del número de revoluciones de la mezcladora. Se mide a partir del instante en que todos los ingredientes están en la máquina. Una especificación usual es la de un minuto por 0.75m3 adicionales. Sin embargo, el código ACI requiere de un tiempo mínimo de un minuto y medio (ACI-5.8.3) (HARMSEN, 2005)

2.1.2.3.

Transporte y colocación del concreto

Hay muchos métodos para transportar el concreto de la mezcladora a la obra. La elección dependerá, desde luego, de consideraciones económicas y de la calidad del concreto a transportar. Hay muchas posibilidades, desde carretillas, cubetas, saltadoras y transportadores de banda, hasta camiones especiales y de bombeo. Lo importante es que la mezcla se mantenga su cohesividad y no se segregue.

2.1.2.4.

Compactación

Consiste en eliminar el exceso de aire atrapado en la mezcla, logrando una masa uniforme que se distribuya adecuadamente en el encontrado y alrededor del esfuerzo. Este proceso también es muy importante para conseguir 19

un buen concreto. La compactación puede hacerse manualmente mediante el chuceo o haciendo uso de vibradores. (HARMSEN, 2005).

2.1.2.5.

Curado del concreto

El curado es el proceso mediante el cual se busca tener saturado el concreto en el agua, hasta que los espacios ocupados por agua inicialmente sean ocupados por el gel producto de la hidratación del cemento. La falta de curado acarrea la reducción de la resistencia.

2.2.

CONCRETO LIGERO (A.M & J.J, 1998), en su libro sobre Tecnología del Concreto clasifica al

concreto ligero en tres tipos. Estos son los siguientes:

1.

Al usar el agregado ligero poroso de baja gravedad específica aparente, por ejemplo, más baja que 2.6. este tipo de concreto se conoce concreto de agregado ligero.

2.

Al introducir grandes vacíos dentro del concreto o masa de mortero, estos vacíos se deben distinguir de los huecos extremadamente finos producidos por arrastre de aire. A este tipo de concreto se le llama concreto aireado, concreto celular, concreto espumoso o concreto gaseoso.

3.

Al omitir el agregado fino de la mezcla, de modo que un gran número de vacíos intersticiales estén presentes, se usa por lo general agregado grueso de peso normal. Este concreto se conoce como sin finos.

(QUESADA VÍQUEZ, 2014); Realizó un cuadro de doble entrada con la categorización de los concretos livianos, tomando como base los conceptos de la “Portland Cement Association”.

20

TABLA N°03: Cuadro de categorización de concretos livianos Diseño(meta)

Densidad(kg/m3)

Resistencia a la Descripción compresión(Mpa)

A

Menor a 1000

Menor a 5

Espuma

de

concreto B

1000-1800

5-17

Concreto

liviano

no estructural C

1800-2100

Mayor a 17

Concreto

liviano

estructural Fuente: (QUESADA VÍQUEZ, 2014)Informe de Tesis. El ACI 213R-87 (“Guide to structural Lightweght Agregate Concrete” ACI manual of concrete Practice, Parte 1), para

diferenciar los diferentes tipos de

concretos ligeros ha establecido la siguiente clasificación: •

Concreto ligero de uso no estructural, es aquel con densidad entre 1120 y 1920 kg/m3, generalmente está compuesto de una mezcla de agregado ligero con agregado de peso normal. Para cumplir requisitos estructurales deberá poseer una resistencia mínima a la compresión de 17Mpa.

•

Concreto de moderada resistencia, es aquel con densidad menor que la del concreto ligero para uso estructural, generalmente se emplea para brindar aislamiento térmico. Deberá alcanzar una resistencia a la compresión entre 7 y 17 Mpa.

•

Concreto de baja densidad, en estos concretos la densidad varía entre 300 y 800 kg/m3; se utilizan con fines no estructurales, principalmente como aislamiento térmico.

Por otro lado, en el libro de Concreto de Mindes, Young &Darwin, se sugiere otra clasificación que considera solamente dos tipos de concreto ligero, según el agregado que se utilice en su fabricación:

21

•

Concreto aireado en autoclave o concreto celular: este concreto se produce especialmente para proveer aislamiento térmico (pues la matriz porosa será la encargada de brindar este aislamiento, debido a la baja conductividad del aire que se mencionó anteriormente), o como aligerante. En su preparación se utiliza los materiales comúnmente conocidos como agua, arena, cemento y aire, de los cuales, este último es el de mayor importancia en este tipo de concretos. La mayoría de estos concretos “aireados” necesitan de un aditivo que origina la formación de gases para generar burbujas de aire que posteriormente serán inyectadas a la matriz; por lo que también se le denomina concreto “espumante”. Por otro lado, está el concreto celular con autoclave que mediante la inmersión de calor al espécimen evita que la matriz de poros colapse formando una red muy resistente y además ordenada (CAMPOS, 2014)

•

Concreto con agregados ligeros. Concreto elaborado con agregados especiales diferentes a los procedentes de las rocas calizas con los que generalmente

se

elaboran

los

concretos

convencionales.

Estos

agregados especiales poseen una elevada porosidad que es la responsable de su baja densidad. Entre los agregados más utilizados para la fabricación de estos concretos están los tipos expandidos que son de carácter natural que al ser sometidos a un proceso térmico adquieren su carácter poroso (por ejemplo, la arcilla expandida). Por otro lado están los agregados de origen artificial, los cuales por poseer un coeficiente de conductividad muy bajo, oponen buena resistencia al paso del calor debido a su microestructura, ya que la mayoría de ellos son de origen polimérico.

2.2.1. Concreto liviano con perlas de poliestireno Es un concreto el cual se obtiene mezclando cemento, arena, agua y perlitas de poliestireno. Este tipo de concreto se diferencia de otros concretos livianos por las propiedades que le aportan las partículas de poliestireno.

22

2.2.1.1.

Propiedades y características

(PAULINO FIERRO & ESPINO ALMEYDA, 2017) En su tesis cita las propiedades más resaltantes que brinda el concreto liviano elaborado con perlitas de poliestireno. •

Baja densidad

•

Excelente aislamiento térmico.

•

Menor absorción de humedad.

•

Baja resistencia Mecánica.

TABLA N°04: Densidad y resistencia del concreto con perla de poliestireno Densidad (kg/m3)

Resistencia a la compresión(kg/cm2)

200

8

250

10

300

15

350

19

FUENTE: (PAULINO FIERRO & ESPINO ALMEYDA, 2017)

2.2.1.2.

Dosificación de la mezcla

Para la dosificación de la mezcla para la elaboración de la espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto estructural de baja densidad elaborados con perlas de poliestireno; se tuvo como referencia al diseño siguiente:

TABLA N°05: Diseños de mezcla para concretos con poliestireno Diseños de mezcla definitivos con agregado seco Dosificaciones

Espuma de

Concreto liviano no

concreto

estructural

Concreto estructural de baja densidad

Volumen (L)

35

35

35

Relación A/C

0.48

0.58

0.57

Contenido de

270

410

410

cemento (kg/m3)

23

Porcentaje de Aire

45

7

4.5

Cemento (kg)

9.45

14.35

14.35

Arena (Kg)

5.93

21.92

27.26

Piedra (kg)

-

-

17.27

Poliestireno

0.10

0.10

-

Agua (kg)

4.92

9.75

11.42

Sikament HE200

114

172.2

172.2

43.70

0.00

7.96

(%)

expandido (kg)

(ml) Sikalightcrete (ml) 43,70 0,00 7,96

FUENTE: (QUESADA VÍQUEZ, 2014) 2.2.2. Concreto ligero con arcilla expandida Es un concreto el cual se obtiene mezclando cemento, arena, agua y arcilla expandida. Este tipo de concreto se diferencia de otros concretos livianos por las propiedades que le aportan las partículas de arcilla expandida.

2.2.2.1.

Sugerencias para la dosificación

(KASMATKA, KERKHOFF, PARANACE, & TANESI, 2012) Es importante saber antes de realizar el hormigón liviano ciertas recomendaciones teóricas que ayudarán cuando ya esté endurecido, entre los cuales tenemos: •

Hay una relación directa entre la resistencia y la densidad en los hormigones livianos, por tal razón si se aumenta la densidad aumentará la resistencia.

•

La arcilla expandida es de menor resistencia que el agregado utilizado normalmente, por esta razón en la arcilla expandida se presenta la falla por compresión para evitar esto se debe elaborar una pasta de cemento que ayuden la resistencia del hormigón liviano para que los esfuerzos sean transmitidos en el mortero.

•

Hay que tener en cuenta la absorción de la arcilla expandida que por ser elevada provoca una disminución en el contenido de agua de la pasta de cemento, para evitar este problema se sugiere hidratar los agregados antes de elaborar el hormigón liviano, se recomienda también que la 24

inclusión de los aditivos se realice después de que los agregados se hayan hidratado. •

Se debe utilizar una cantidad de agua adecuada para que la mezcla sea trabajable, no se recomiendan mezclas fluidas o líquidas para evitar que los agregados de baja densidad floten o se segreguen

•

Se recomienda que el tiempo de amasado de los hormigones livianos sea mayor que en el hormigón con agregados normales.

•

El agua almacenada en el interior de la arcilla expandida ayudara al hormigón liviano manteniendo un equilibrio entre la humedad interna y externa en la mezcla evitando fisuras por retracción.

•

Se recomienda no superar los 500 kg de cemento por metro cubico de hormigón para evitar una sobredosificación, incremento de retracciones.

2.2.2.2.

Dosificación de la mezcla

Para la dosificación de la mezcla de concreto con arcilla expandida se tomó en cuenta el diseño de mezcla propuesta por (YAGUAL VERA & VILLACÍS APOLINARIO, 2015) que propone utilizar el 40% de agregado fino y 60% de arcilla expandida para la elaboración del concreto estructural de baja densidad.

TABLA N°06: Proporciones, datos de laboratorio, cantidad de agua. ARCILLA EXPANDIDA ARCILLA EXPANDIDA TAMAÑO N° 7 P.V.S 375 % de 13.08% absorcion δ relativa 1.05 REVENIMIENTO 5

cm

PROPORCION DE LOS AGREGADOS 60% AGREGADO FINO DATOS DE LABORATORIO AGREGADO FINO D.S.S.S P.V.S %Absorción

1887 Kg/m3 1245 Kg/m3 7.32%

40%

DENSIDADES

δCemento δAgua δArena

δ relativa 1.55 δpiedra CALCULO DE CANTIDAD DE AGUA TAMAÑO DEL VOLUMEN AGREGADO TABULADO N° 7 217.30 lts

2950 1000 1245

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

375

Kg/m3

VOL. CORREGIDO 261.63 lts

Fuente: (YAGUAL VERA & VILLACÍS APOLINARIO, 2015).

25

TABLA N°07: Peso en kg de los materiales por m³ de hormigón liviano CEMENTO ARCILLA EXPANDIDA AGREGADO FINO AGUA

PESO EN KG POR M3 DE HORMIGON La cantidad de cemento varía según la resistencia Vol. Total x proporción del agregado x P.S.V

400.00 Kg

Vol. Total x proporción del agregado x P.S.V

896.40 Kg

Vol. De agua + porcentajes de absorción PESO POR M3 DE HORMIGON

261.63 Kg 1738.03 Kg

180.00 Kg

Fuente: (YAGUAL VERA & VILLACÍS APOLINARIO, 2015).

TABLA N°08: Volumen de los materiales por m³ de hormigón liviano VOLUMEN DE MATERIALES POR M3 DE HORMIGON CEMENTO Peso/Densidad 0.136 m3 ARCILLA (1- (Vol. De cemento + Vol. de agua)) 0.241 m3 EXPANDIDA *proporción AGREGADO (1- (Vol. De cemento + Vol. de agua)) 0.362 m3 FINO *proporción AGUA Peso/Densidad 0.262 m3 3 VOLUMEN EN M DE HORMIGON 1.000 m3

Fuente: (YAGUAL VERA & VILLACÍS APOLINARIO, 2015).

2.3.

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

2.3.1. Cemento Portland Tipo I El cemento es una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio. Se obtiene a partir de la fusión parcial y combinación en proporciones convenientes de materias primas que sean ricas de cal, sílice y alúmina. Estos materiales se encuentran en su estado natural bajo la forma de calizas y arcillas que se explotan de canteras. El Cemento Portland Tipo I (Sol) cumple con los requisitos de la norma ASTM C-150. Los requisitos químicos y físicos para los Cementos Portland Tipo I se indican en las tablas Nº 09 y Nº 10. Las características químicas y físicas del cemento portland Tipo I (Sol) se indican en las tablas Nº 11 y Nº 12.

26

TABLA N°09: Requisitos químicos para el Cemento Portland Tipo I Composición química

Tipo I

Dióxido de Silicio,(SiO2),%,mín.

-

Óxido de Aluminio, (Al2O3), %, máx.

-

Óxido Férrico, (Fe2O3), %, máx.

-

Óxido de Magnesio, (MgO), %,máx.

6,0

Trióxido de Azufre, (SO3) %, máx. Cuando (C3A)<=8%

3,0

Cuando (C3A)>8%

3,5

Pérdida por Ignición,%,máx

3,0

Residuo Insoluble, %, máx.

0,75

Silicato Tricálcico, (C3S), %, máx.

-

Silicato Dicálcico,(C2S),%,mín.

-

Aluminato Tricálcico (C3A), %, máx.

-

Alumino-ferrito tetracálcico, más dos veces el

-

Aluminato Tricálcico (C4AF+2(C3A)) o solución sólida, (C4AF+C2F), % máx.

TABLA N°10: Requisitos físicos para el Cemento Portland Tipo I Características

Tipo I

Contenido de aire del mortero, % volumen, máx.

12

mín.

-

Finura, Superficie Específica, (m2/kg) (Métodos alternativos) Ensayo de Turbidímetro, mín.

160

Ensayo de Permeabilidad, mín.

280

Expansión en Autoclave, %, máx.

0,8

Resistencia, no menores que los valores mostrados para las edades indicadas a continuación, Resistencia a la compresión, MPa 27

1 día

-

3 días

12,0

7 días

19,0

28 días

-

Tiempo de fraguado (Métodos alternativos) Ensayo de Gilmore(minutos) Fraguado Inicial: No menor que, mín.

60

Fraguado Final: No mayor que, mín.

600

Ensayo de Vicat (minutos) Tiempo de Fraguado: No menor que, mín.

45

Tiempo de Fraguado: No mayor que, mín.

375

TABLA N°11: Características químicas del Cemento Portland Tipo I (Sol) Análisis químico

Valores

Dióxido de sílice (SiO2) %

19,04

Óxido de Aluminio (Al2O3) %

6,27

Óxido de Fierro (Fe2O3) %

3,39

Óxido de Calcio (CaO) %

62,17

Óxido de Magnesio (MgO) %

3,25

Trióxido de Azufre (SO3) %

2,62

Óxido de Potasio (K2O) %

0,88

Óxido de Sodio (Na2O) %

0,20

Otros (%)

0,68

Pérdida por Ignición (P.I.) %

1,65

Total

100,15

Insolubles (%)

0,67

Álcalis totales (%)

0,78

Cal libre (CaO (l)) (%)

0,32

CO2(%)

0,91

Fases mineralógicas(según Bogue)

28

C3S

49,23

C2S

17,45

C3A

10,88

C4AF

10,32

TABLA N°12: Características físicas del Cemento Portland Tipo I (Sol) Ensayos físicos

Valores

Retenida malla 100 (%)

0,16

malla 200 (%)

0,88

malla 325 (%)

6,60

Superficie específica Blaine (m2/kg)

325

Contenido de aire (%)

5,98

Expansión autoclave (%)

0,11

Densidad (g/cm3)

3,13

Fraguado Vicat Inicial (min)

130

Fraguado Vicat Final (min)

293

Resistencia a la compresión (kg/cm2) 24 hrs

155

3 días

259

7 días

319

28 días

389

2.3.2. Agregado Fino Material, proveniente de la desintegración natural (arena natural) o artificial (manufacturada) de las rocas, que pasa al Tamiz 3/8” (9.51 mm) y es retenido en el tamiz N° 200 (74µm), como se indica en la Norma Técnica Peruana 400.011. El agregado fino deberá estar graduado dentro de los límites establecidos en la Norma Técnica NTP 400.037, en concordancia con la Norma ASTM C-33, que recomiendan que la granulometría se encuentre dentro de los límites que se indican en la tabla de límites granulométricos correspondiente. 29

2.3.2.1.

Peso unitario: (NTP 400.017), (ASTM C – 29)

Es el peso que alcanza un determinado volumen unitario, el cual se expresa en kg/m3. Su valor depende de condiciones intrínsecas de los agregados, tales como su forma, tamaño y granulometría y contenido de humedad; también depende de factores externos como el grado de compactación aplicado, el tamaño máximo del agregado en relación con el volumen del recipiente, la forma de consolidación, etc.

Equipo y Accesorios -

Balanza sensible al 0,1 % del peso de la muestra que se va a ensayar.

-

Recipiente cilíndrico de metal y 1/10 ps3 de capacidad.

-

Barra

compactadora

de

acero,

lisa

de

5/8”

de

diámetro

y

aproximadamente 60 cm de largo, con un extremo redondeado con forma de punta semiesférica. -

Pala, badilejo y regla. Calibración del recipiente: El recipiente se calibra determinando con exactitud el peso del agua

necesaria para llenarlo a 16,7 ºC. Para cualquier unidad el factor “f” se obtiene dividiendo el peso unitario del agua a 16,7 ºC (1000 kg/m3) por el peso del agua a 16,7 ºC necesario para llenar el recipiente.

f = 1000 / Wa donde: f

=

Factor de calibración del recipiente (1/ m3)

Wa

=

Peso del agua en el recipiente (kg)

Preparación de la muestra: La muestra se mezcla completamente y se seca a temperatura ambiente. El peso unitario puede expresarse en dos condiciones: Peso Unitario Suelto:

30

Cuando el agregado se acomoda en forma natural en el recipiente.

𝑃𝑈𝑆 = 𝑓 ∗ 𝑊𝑠 donde: PUS =

Peso unitario suelto (kg / m3)

f

=

Factor de calibración del recipiente (1 / m3)

Ws

=

Peso de la muestra suelta (kg)

Procedimiento: -

El recipiente se llena con una pala hasta rebosar, descargando el agregado desde una altura no mayor de 50 mm por encima de la parte superior del recipiente, sin ejercer presión.

-

El agregado sobrante se elimina con una regla.

-

Se determina el peso neto del agregado en el recipiente.

-

Luego se obtiene el peso unitario suelto multiplicando el peso neto por el factor f de calibración del recipiente calculado. Peso Unitario Compactado:

Es el peso por unidad de volumen después de un procedimiento de apisonado. PUC = f * Ws donde: PUC =

Peso unitario compactado (kg / m3)

f

=

Factor de calibración del recipiente (1 / m3)

Wc

=

Peso de la muestra compactada (kg)

Procedimiento: -

Se llena la tercera parte del recipiente y se nivela la superficie con la mano.

-

Se apisona la masa con la barra compactadora, mediante 25 golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie 31

Se llena hasta las dos terceras partes de la medida y de nuevo se

-

compacta con 25 golpes como antes. Luego se llena la medida hasta rebosar y se compacta 25 veces con la

-

barra compactadora. El agregado sobrante se elimina usando la barra compactadora como

-

regla. -

Se determina el peso neto del agregado en el recipiente.

-

Luego se obtiene el peso unitario compactado multiplicando el peso neto por el factor f de calibración del recipiente calculado.

2.3.2.2.

Peso específico y absorción: (NTP 400.022), (ASTM C-128)

El peso específico, gravedad específica o densidad real es la relación entre el peso del material y su volumen. Su diferencia con el peso unitario está en que este no toma en cuenta el volumen que ocupan los vacíos del material. El peso específico de las arenas varía entre 2.5 y 2.7 g/cm3; las arenas húmedas con igual volumen aparente, pesan menos que las secas debido a que recubren de una película de agua que la hace ocupar mayor volumen. El volumen de huecos de una arena natural oscila entre un mínimo de 26% para las arenas de granos uniformes y hasta de 55% para las de granos finos (BENITES ESPINOZA, 2011).

Peso específico: Puesto que el agregado, tanto permeable como impermeable, suele contener poros será necesario definir con mucho cuidado el significado del término peso específico, existen varios tipos de peso específico. Peso específico de masa seca: Se define como la relación a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los poros permeables e impermeables naturales del material) respecto de la masa en el aire de la misma densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gases. Peso específico de masa = A / (V-W) donde:

32

A

=

Peso de la arena seca (g)

V

=

Volumen de la fiola (cm3)

W

=

Peso del agua (g)

Peso específico de masa saturado superficialmente seco: Se define como la relación a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los poros permeables saturados con agua e impermeables naturales del material) respecto de la masa en el aire de la misma densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gases.

𝑃. 𝐸. 𝑀. 𝑆. 𝑆. 𝑆 =

500 (𝑉 − 𝑊 )

donde: V

=

Volumen de la fiola (cm3)

W

=

Peso del agua (g)

Peso específico aparente: Se define como la relación a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario de material respecto de la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gases, si el material es un sólido el volumen es aquel de la porción impermeable.

donde: 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 =

𝐴 (𝑉 − 𝑊 ) − (500 − 𝐴)

Donde: A

=

Peso de la arena seca (g)

V

=

Volumen de la fiola (cm3)

W

=

Peso del agua (g)

Porcentaje de absorción: Es la cantidad de agua total que el agregado puede absorber de la condición seca a la condición saturado superficialmente seco en relación al peso de la muestra seca y es expresado en porcentaje. Tiene importancia pues se

33

refleja en el concreto reduciendo el agua de mezcla, por lo que es necesario tenerlo siempre en cuenta para hacer las correcciones necesarias.

𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 =

(500 − 𝐴) ∗ 100 𝐴

donde: A

=

Peso de la arena seca (g)

Equipo y accesorios: -

Balanza con sensibilidad de 0,1 g o menos y con capacidad de 1 kg o más.

-

Frasco volumétrico de 500 cm3 de capacidad, calibrado hasta 0,10 cm3 a 20 ºC.

-

Molde cónico, metálico, de 40 mm de diámetro en la parte superior, 90 mm de diámetro en la parte inferior y 75 mm de altura.

-

Barra compactadora, de metal de 340 g ± 15 g de peso con un extremo de superficie plana circular de 25 mm ± 3 mm de diámetro.

-

Horno o estufa, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 º C ± 5 º C.

-

Termómetro, con aproximación a 0,5 ºC. Preparación de la muestra:

-

Se coloca aproximadamente 1000 g de agregado fino, obtenido del agregado que se desea ensayar por el método del cuarteo, en un envase adecuado.

-

Se seca la muestra a 110 ºC + 5 ºC hasta que dos pesadas sucesivas y separadas por una hora de secado en la estufa no difieran en más de 0,1 %.

-

Se cubre la muestra con agua y se deja en reposo durante 24 h.

-

Se extiende sobre una superficie plana expuesta a una corriente suave de aire tibio y se remueve con frecuencia para garantizar un secado 34

uniforme. Se continúa esta operación hasta que los granos del agregado fino no se adhieran marcadamente entre sí. Se coloca el agregado fino en forma suelta en el molde cónico, se golpea

-

la superficie suavemente 25 veces con la barra compactadora y se levanta el molde verticalmente. Si existe humedad libre, el cono de agregado fino mantendrá su forma. Se sigue secando, revolviendo constantemente y se prueba a intervalos frecuentes hasta que el cono se derrumbe al quitar el molde. Esto indica que el agregado fino ha alcanzado una condición de superficie seca. Procedimiento: Se introduce en el frasco una muestra de 500 g del material preparado,

-

se llena de agua hasta alcanzar la marca de 500 cm3 a una temperatura de 23 ºC ± 2 ºC. Luego se hace rodar el frasco sobre una superficie plana para eliminar

-

todas las burbujas de aire, después de lo cual se coloca en un baño a temperatura constante, de 23 ºC ± 2 ºC. Después de aproximadamente una hora se llena con agua hasta la

-

marca de 500 cm3, y se determina el peso total del agua introducida en el frasco, con aproximación de 0,1 g. Se saca el agregado fino del frasco, se seca hasta peso constante a una

-

temperatura de 100 ºC a 110 ºC, se enfría a temperatura ambiente en un secador durante ½ h a 1½ h y se pesa.

2.3.2.3.

Contenido de humedad: (NTP 339.185), (ASTM C–566)

Diferencia entre el peso del agregado fino natural y el peso del agregado secado en horno a 100 - 110 °C por un periodo de 24 horas, multiplicado por 100. Físicamente es la cantidad de agua que contiene el agregado fino.

𝐻=

𝐴−𝐵 ∗ 100 𝐵

donde:

35

2.3.2.4.

H

=

Contenido de humedad (%)

A

=

Peso de la muestra húmeda (g)

B

=

Peso de la muestra seca (g)

Granulometría del agregado Fino: (NTP 400.012)

Ésta se refiere a la distribución de las partículas de arena. El análisis granulométrico divide la muestra en fracciones de granos de arena del mismo tamaño, según la abertura de los tamices utilizados: N° 4, 8, 16, 30, 50, 100 y 200 de la serie Tyler; correspondiendo a la fracción que pasa la N° 200 la que tiene trascendencia entre el agregado y la pasta, por afectar a la resistencia. La granulometría deberá ser preferentemente continua, con valores retenidos en las mallas entre la N° 4 y la 100 de la serie Tyler; y, no debiéndose retener más del 45 % en dos tamices consecutivos cualesquiera.

La calidad del concreto depende básicamente de las propiedades del mortero, especialmente de la granulometría y otras características de la arena; y, como no se puede modificar la granulometría de la arena a diferencia de lo que sucede con el agregado grueso, que se puede cribar y almacenar separadamente sin dificultad, la atención principal, entonces, se dirige al control de su homogeneidad (ARI, 2002). El ensayo de granulometría del agregado fino se efectuará bajo la Norma Técnica NTP 400.012.

Los límites de distribución granulométrica según la Norma Técnica NTP 400.037 y la Norma ASTM C – 33, se muestra en la tabla siguiente:

TABLA N°13: Límites granulométricos según normas NTP 400.037 Malla

Porcentaje que pasa

9.5 mm (3/8 – in)

100

4.75 mm (N° 4)

95 a 100

2.36 mm (N° 8)

80 a 100

1.18mm (N° 16)

50 a 85

36

600 µm (N° 30)

25 a 60

300 µm (N° 50)

5 a 30

150 µm (N° 100)

0 a 10

Fuente: Norma NTP-2014

2.3.2.5.

Módulo de finura: (Norma NTP. 400.011)

Índice aproximado que representa el tamaño promedio de las partículas de la muestra de arena; se usa para controlar la uniformidad de los agregados. Según la Norma Técnica NTP.400.011 se calcula como la suma de los porcentajes acumulados retenidos en las mallas: N° 4, 8, 16, 30, 50, 100 dividido entre 100. En la interpretación del módulo de finura, se estima que las arenas comprendidas entre los módulos 2.2 y 2.8 producen concretos de buena trabajabilidad y reduce segregación y que las que se encuentran entre 2.8 y 3.2 son las más favorables para los concretos de alta resistencia; además, la norma establece que la arena debe tener un Módulo de Finura no menor de 2.35 ni mayor que 3.15 (Ari, 2002). Según la Norma Técnica NTP 400.011, se considera que el módulo de finura de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2.3 y 3.1, donde un valor menor que 2.0 indica una arena fina, 2.5 una arena de finura media y más de 3.0 una arena gruesa. De acuerdo a la ASOCEM, en la apreciación del módulo de finura, se estiman que las arenas comprendidas entre los módulos 2.2 y 2.8 producen concretos de buena trabajabilidad y reducida segregación; y las que se encuentran entre 2.8 y 3.2 son las más favorables para los concretos de alta resistencia (BENITES ESPINOZA, 2011) .

2.3.2.6.

Superficie específica

Es la suma de las áreas superficiales de las partículas del agregado fino por unidad de peso; en su determinación se consideran dos supuestos: que todas las partículas son esféricas y que el tamaño medio de las partículas que pasan por un tamiz y quedan retenidas en el otro es igual al promedio de las aberturas.

37

𝑛

0.06 𝑃𝑖 𝑆𝑒 = ∑ 𝑝 𝑑𝑖 𝑖=1

donde:

2.3.2.7.

Se

=

Superficie específica (cm2 / g)

Pi

=

Porcentaje retenido en el tamiz i

di

=

Diámetro de las partículas retenidas en el tamiz i (cm)

P

=

Peso específico del agregado

Material que pasa la malla N° 200: (NTP 400.018)

Material constituido por arcilla y limo que se presenta recubriendo el agregado grueso o en forma de partículas sueltas mezclado con la arena. En el primer caso, afecta la adherencia del agregado y la pasta, en el segundo, incrementa los requerimientos de agua de mezcla; en consecuencia, el ensayo permite determinar, en porcentaje, la cantidad de materiales finos que se pueden presentar en el agregado pétreo.

La ASTM C-117 establece límites para las sustancias perjudiciales; así, por ejemplo, con relación al material más fino que pasa la malla N° 200 indica que éste tiene trascendencia entre el agregado y la pasta, afectando la resistencia; por otro lado, las mezclas requieren una mayor cantidad de agua, por lo que se acostumbra limitarlos entre el 3% al 5%, aunque valores superiores hasta del orden del 7% no necesariamente causarán un efecto pernicioso notable que no pueda contrarrestarse mejorando el diseño de mezclas, bajando la relación agua/cemento y/o optimizando la granulometría (BENITES ESPINOZA, 2011).

La Norma Técnica NTP 400.018 establece el procedimiento para determinar por vía húmeda el contenido de polvo o material que pasa por el tamiz normalizado de 75 µm (N° 200), en el agregado emplearse en la elaboración de concretos y morteros. Las partículas de arcilla y otras partículas de agregado

38

que son dispersadas por el agua, así como los materiales solubles en agua, serán removidas del agregado durante el ensayo.

𝐴= donde: A

𝑃1 − 𝑃2 ∗ 100 𝑃1

=

% que pasa el tamiz N.º 200

P1

=

Peso de la muestra (g)

P2

=

Peso de la muestra lavada y secada (g)

2.3.3. Agregado Grueso El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 (4.75mm) y proviene de la desintegración natural o mecánica de la roca, que cumple con los límites establecidos en la N.T.P. 400.037. El agregado grueso se puede clasificar en piedra chancada o triturada (agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas, canto rodado o gravas) y grava (proviene de la desintegración natural de materiales pétreos, encontrándose en canteras y lechos de ríos, depositados en forma natural). Para obtener la piedra chancada, las gravas naturales deben estar limpias y libre de polvo superficial y debe cumplir con los requisitos especificados en la Norma ASTM C33, excepto en cuanto a la granulometría.

Deben cumplir con las siguientes especificaciones técnicas: •

Deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa.

•

Teniendo en cuenta que el concreto es una piedra artificial, el agregado grueso es la materia prima para fabricar el concreto. En consecuencia, se debe usar la mayor cantidad posible y del tamaño mayor, teniendo en cuenta los requisitos de colocación y resistencia.

•

Hasta para la resistencia de 250kg/cm2 se debe usar el mayor tamaño posible del agregado grueso; para resistencias mayores investigaciones 39

recientes han demostrado que el menor consumo de concreto para mayor resistencia dada (eficiencia), se obtiene con agregados de menor tamaño.

2.3.3.1.

Peso unitario: (NTP 400.017), (ASTM C-29)

Es el peso que alcanza un determinado volumen unitario, el cual se expresa en kg/m3. Su valor depende| de condiciones intrínsecas de los agregados, tales como su forma, tamaño y granulometría y contenido de humedad; también depende de factores externos como el grado de compactación aplicado, el tamaño máximo del agregado en relación con el volumen del recipiente, la forma de consolidación, etc. Los valores para agregados normales varían entre 1500 y 1700 kg/m3. Este valor este requerido cuando se dosifica el concreto por volumen y más aún si se está trabajando con agregados ligeros o pesados en el extremo. Se determinan dos (2) pesos aparentes o unitarios: Peso Unitario Compactado o varillado (PUC) y el Peso Unitario Suelto (PUS).

Equipo y Accesorios -

Balanza sensible al 0,1 % del peso de la muestra que se va a ensayar.

-

Barra compactadora, recta, de acero, lisa de 16 mm (5/8”) de diámetro y aproximadamente 600 mm (24”) de largo, con un extremo redondeado con forma de punta semiesférica.

-

Recipiente cilíndrico de metal cuya capacidad depende del tamaño máximo del agregado.

-

Pala, badilejo y regla

40

TABLA N°14: Tamaño máximo del agregado grueso Tamaño máximo del

Capacidad

agregado pulg

mm

pie3

dm3

½

12,5

1/10

3

1

25,4

1/3

10

1½

38,1

½

15

2

50,8

1

30

Fuente: Norma NTP 400.017

Calibración del recipiente El recipiente se calibra determinando con exactitud el peso del agua necesaria para llenarlo a 16,7 ºC. Para cualquier unidad el factor “f” se obtiene dividiendo el peso unitario del agua a 16,7 ºC (1000 kg / m3) por el peso del agua a 16,7 ºC necesario para llenar el recipiente. f = 1000 / Wa donde: f

=

Factor de calibración del recipiente (1/ m3)

Wa

=

Peso del agua en el recipiente (kg)

Preparación de la muestra: La muestra se mezcla completamente y se seca a temperatura ambiente. El peso unitario puede expresarse en dos condiciones: Peso Unitario Suelto: Cuando el agregado se acomoda en forma natural en el recipiente. PUS = f * Ws donde: 41

PUS =

Peso unitario suelto (kg / m3)

f

=

Factor de calibración del recipiente (1 / m3)

Ws

=

Peso de la muestra suelta (kg)

Procedimiento: -

El recipiente se llena con una pala hasta rebosar, descargando el agregado desde una altura no mayor de 50 mm por encima de la parte superior del recipiente, sin ejercer presión.

-

El agregado sobrante se elimina con una regla.

-

Se determina el peso neto del agregado en el recipiente.

-

Luego se obtiene el peso unitario suelto multiplicando el peso neto por el factor f de calibración del recipiente calculado. Peso Unitario Compactado:

Es el peso por unidad de volumen después de un procedimiento de apisonado.

PUC = f * Ws donde: PUC =

Peso unitario compactado (kg / m3)

f

=

Factor de calibración del recipiente (1 / m3)

Wc

=

Peso de la muestra compactada (kg)

Procedimiento: -

Se llena la tercera parte del recipiente y se nivela la superficie con la mano.

-

Se apisona la masa con la barra compactadora, mediante 25 golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie

-

Se llena hasta las dos terceras partes de la medida y de nuevo se compacta con 25 golpes como antes.

42

Luego se llena la medida hasta rebosar y se compacta 25 veces con la

-

barra compactadora. El agregado sobrante se elimina usando la barra compactadora como

-

regla. -

Se determina el peso neto del agregado en el recipiente.

-

Luego se obtiene el peso unitario compactado multiplicando el peso neto por el factor f de calibración del recipiente calculado.

2.3.3.2.

Peso específico y absorción: (NTP 400.021)

Es la relación a una temperatura estable de la masa de un volumen unitario de material, a la masa del mismo volumen de agua destilada, libre de gas. El peso específico de los agregados queda definido como, la relación entre el peso del material y su volumen. Su diferencia con el peso unitario está en que este no toma en cuenta el volumen que ocupan los vacíos del material. Su valor se toma en cuenta para realizar la dosificación de la mezcla, así como para verificar que el agregado corresponda al material de peso normal.

Peso específico: Puesto que el agregado, tanto permeable como impermeable, suele contener poros será necesario definir con mucho cuidado el significado del término peso específico, existen varios tipos de peso específico. Peso específico de masa seca: Se define como la relación a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los poros permeables e impermeables naturales del material) respecto de la masa en el aire de la misma densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gases. Peso específico de masa = A / (B-C) donde:

A

=

Peso de la muestra seca (g)

B

=

Peso de la muestra saturada con superficie seca (g)

C

=

Peso de la muestra saturada dentro del agua (g)

43

Peso específico de masa saturado superficialmente seco: Se define como la relación a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario de material permeable (incluyendo los poros permeables saturados con agua e impermeables naturales del material) respecto de la masa en el aire de la misma densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gases.

𝑃. 𝐸. 𝑀. 𝑆. 𝑆. 𝑆 =

𝐵 (𝐵 − 𝐶 )

donde: B

=

Peso de la muestra saturada con superficie seca (g)

C

=

Peso de la muestra saturada dentro del agua (g)

Peso específico aparente: Se define como la relación a una temperatura estable de la masa en el aire de un volumen unitario de material respecto de la masa en el aire de igual densidad de un volumen igual de agua destilada libre de gases, si el material es un sólido el volumen es aquel de la porción impermeable. 𝐴

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = (𝐴−𝐶) donde: A

=

Peso de la muestra seca (g)

C

=

Peso de la muestra saturada dentro del agua (g)

Porcentaje de absorción: Es la cantidad de agua total que el agregado puede absorber de la condición seca a la condición saturado superficialmente seco en relación al peso de la muestra seca y es expresado en porcentaje. Tiene importancia pues se refleja en el concreto reduciendo el agua de mezcla, por lo que es necesario tenerlo siempre en cuenta para hacer las correcciones necesarias.

𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 =

(𝐵 − 𝐴) ∗ 100 𝐴

donde: A

=

Peso de la muestra seca (g) 44

B

=

Peso de la muestra saturada con superficie seca (g)

Equipo y accesorios: -

Balanza con sensibilidad de 0,5 g o menos y con capacidad de 5 kg o más.

-

Cesta de malla de alambre, con abertura correspondiente al tamiz Nº 6 (3 mm) o menor o un recipiente de aproximadamente igual diámetro y altura con capacidad de 4000 cm3 a 7000 cm3.

-

Envase adecuado para sumergir la cesta de alambre en agua y un dispositivo para suspenderla del centro de la escala de la balanza.

-

Horno o estufa, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 º C ± 5 º C.

-

Termómetro, con aproximación a 0,5 ºC.

Preparación de la muestra: -

Se selecciona por el método del cuarteo, aproximadamente 5 kg del agregado que se desea ensayar, rechazando todo el material que pase el tamiz N° 4 (4,76 mm).

Procedimiento: -

Después de un lavado completo para eliminar el polvo u otras impurezas superficiales de las partículas se sumerge en agua por un periodo de 24 h ± 4 h.

-

Se saca la muestra del agua y se hace rodar sobre un paño grande absorbente, hasta hacer desaparecer toda película de agua visible, aunque la superficie de las partículas aún aparezca húmeda. Se secan separadamente los fragmentos más grandes. Se tiene cuidado en evitar la evaporación del secado de la superficie. Se obtiene el peso de la muestra bajo la condición de saturado con la superficie seca. Se determina éste y todos los demás pesos con aproximación de 0,5 g .

45

Después de pesar, se coloca de inmediato la muestra saturada con

-

superficie seca en la cesta de alambre y se determina su peso en agua a temperatura de 23 ºC ± 2 ºC Se seca la muestra a peso constante, a una temperatura de 100 ºC a

-

110 ºC y se deja enfriar hasta temperatura ambiente, durante 1 h a 3 h y se pesa.

2.3.3.3.

Contenido de humedad: (NTP 339.185), (ASTM C-566)

Diferencia entre el peso del agregado natural y el peso del agregado secado en horno a 100 - 110 °C por un periodo de 24 horas, multiplicado por 100. Físicamente es la cantidad de agua que contiene el agregado grueso. De acuerdo a su valor (en %) variará la cantidad de agua en la preparación del concreto.

𝐻=

(𝐴 − 𝐵) ∗ 100 𝐵

donde:

2.3.3.4.

H

=

Contenido de humedad (%)

A

=

Peso de la muestra húmeda (g)

B

=

Peso de la muestra seca (g)

Granulometría del agreg. grueso: (NTP 400.012), (ASTM C-136)

Se refiere a la distribución de las partículas. El análisis granulométrico divide la muestra en fracciones de agregado grueso del mismo tamaño, según la abertura de los tamices utilizados. Los tamices a utilizar tienen mallas con aberturas cuadradas: 1”, 3/4”, 1/2”, 3/8”, 1/4” y la N° 4. La Norma Técnica NTP 400.037 en concordancia con la Norma ASTM C33, establece que la granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado retenido en la malla de 1 1/2” y no más del 6% del agregado que pasa la malla 1/4”. El ensayo de granulometría de acuerdo con la Norma Técnica NTP 400.012, concordante con la Norma ASTM C-136, señala que el peso de la muestra debe ser el que corresponda al tamaño máximo de las partículas, según 46

se establece en la Tabla de cantidad mínima de la muestra del agregado grueso o global (BENITES ESPINOZA, 2011).

TABLA N°15: Cantidad mínima de la muestra del agregado grueso o global Tamaño Máximo Nominal

Cantidad de la muestra de Ensayo Mínimo

Aberturas cuadradas

kg (lb)

mm(pulg)

9.5 (3/8)

1 (2)

12.5 (1/2)

2 (4)

19.9 (3/4)

5 (11)

25.0 (1)

10 (22)

37.5 (1 1/2)

15 (33)

50 (2)

20 (44)

63 (2 1/2)

35 (77)

75 (3)

60 (130)

90 (31/2)

100 (220)

100 (4)

150 (330)

125 (5)

300 (660)

Fuente: (BENITES ESPINOZA, 2011). Tesis para optar el Título de Ing. Civil. Universidad Ricardo Palma) Tamaño Máximo El tamaño máximo se toma en cuenta para seleccionar el tamaño del agregado según las condiciones de geometría del encofrado y el diámetro del refuerzo de acero y la separación de varillas; y, corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra del agregado grueso.

Tamaño Nominal Máximo del agregado Es el que corresponde al menor tamiz de la serie utilizada, que produce el primer retenido. Así si TM =1” entonces el TMN= 3/4”. En el presente trabajo 47

de investigación se empleará un tamaño máximo TM =3/4” entonces el tamaño nominal máximo será TMN= 1/2”

2.3.3.5.

Módulo de finura: (NTP 400.011)

Índice aproximado que representa el tamaño promedio de las partículas de la muestra de agregado grueso; se usa para controlar la uniformidad de los agregados. Se calcula como la suma de los porcentajes acumulados retenidos en las mallas: 3”, 1 1/2”, 3/4”, 3/8”, N° 4, N°8, N°16, N°30, N°50, N°100 dividido entre 100.

2.3.3.6.

Superficie específica

Suma de las áreas superficiales de las partículas del agregado grueso por unidad de peso; en su determinación se consideran dos supuestos: que todas las partículas son esféricas y que el tamaño medio de las partículas que pasan por un tamiz y quedan retenidas en el otro es igual al promedio de las aberturas. Se expresa en cm2/gr. 𝑛

0.06 𝑃𝑖 𝑆𝑒 = ∑ 𝑝 𝑑𝑖 𝑖=1

donde:

2.3.3.7.

Se

=

Superficie específica (cm2 / g)

Pi

=

Porcentaje retenido en el tamiz i

di

=

Diámetro de las partículas retenidas en el tamiz i (cm)

P

=

Peso

específico

del

agregado

Material que pasa la malla N° 200: (NTP 400.018) Puede estar presente en el agregado en forma de recubrimiento

superficial que interfiere en la adherencia entre el agregado y la pasta de cemento, afectando la resistencia y la durabilidad del concreto. Por otro lado, las mezclas requieren una mayor cantidad de agua, por lo que se le limita a 1 %.

48

La norma ASTM C117 prescribe tamizar el material húmedo en un tamiz Nº 200. En el tamizado en húmedo el agregado se coloca en agua y se agita de modo vigoroso para que los finos se desprendan y queden en suspensión. Por medio de la decantación y el tamizado se puede eliminar todo el material cuyo tamaño sea menor que el del tamiz de muestreo Nº 200.

𝐴=

𝑃1 − 𝑃2 ∗ 100 𝑃1

donde: A

=

% que pasa el tamiz N.º 200

P1

=

Peso de la muestra (g)

P2

=

Peso de la muestra lavada y secada (g)

2.3.4. Poliestireno Expandido Es un material plástico espumado, derivado del poliestireno y utilizado en el sector del envase y la construcción. Las aplicaciones del poliestireno expandido (EPS) en la construcción, se da como material de aligeramiento o como aislante térmico en edificación y en obra civil; también en fachadas, cubiertas, molduras, suelo, etc. En Europa, los productos aislantes térmicos están regulados por el Reglamento de Productos de la Construcción, en el cual la norma EN 13163 es la que regula la medición de sus propiedades para el marcado CE del producto. Los valores de conductividad térmica oscilan entre 0,041 y 0,029 W/mK, dependiendo del tipo de producto y del fabricante. La fabricación del material se realiza partiendo de compuestos de poliestireno en forma de perlitas que contienen un agente expansor (habitualmente pentano). Después de una preexpansión, las perlitas se mantienen en silos de reposo y posteriormente son conducidas hacia máquinas de moldeo. Dentro de dichas máquinas se aplica energía térmica para que el agente expansor que contienen las perlitas se caliente y estas aumenten su volumen, a la vez que el polímero se plastifica. Durante dicho proceso, el material se adapta a la forma de los moldes que lo contienen.

49

En construcción, lo usual es comercializarlo en planchas de distintos grosores y densidades. También es habitual el uso de bovedillas de poliestireno expandido para la realización de forjados con mayor grado de aislamiento térmico. Propiedades y características del poliestireno expandido El poliestireno presenta características de porosidad, dureza, densidad, forma, color, rugosidad superficial, tamaños comerciales y absorción. Por otro lado, el poliestireno presenta propiedades de resistencia mecánica, aislamiento acústico y térmico. (PAULINO FIERRO & ESPINO ALMEYDA, 2017). Cabe resaltar que en la presente investigación no se tomó en consideración la resistencia mecánica de la perlita de poliestireno, puesto que carece de dicha resistencia; puesto que es un material que se adiciona a la mezcla a fin de generar grandes vacíos.

2.3.5. Arcilla Expandida La arcilla expandida es un árido de origen cerámico. Se obtiene a partir de arcilla pura extraída de cantera a cielo abierto. Se caracteriza por sus esferas irregulares con una superficie externa cerrada. En su interior, posee gran porosidad y presenta un color negro calcinado. Esta se expande de forma natural debido a los gases de combustión internos, a una temperatura de 1.100°C y 1.300°C, incrementando su tamaño inicial en 20% y un 40%. Su granulometría está entre 10-16 mm. Cabe indicar que la arcilla expandida no contiene materia orgánica.

Requisitos químicos para que una arcilla sea capaz de expandirse Al momento de escoger una arcilla para su producción, hay que tener en cuenta la capacidad que ésta debe tener para expandirse, vitrificar y sellar su superficie: “la necesidad de crear una fase 16 fundida de viscosidad suficientemente elevada para encerrar un gas, conlleva ciertas restricciones en la elección de la arcilla. En efecto, los contenidos en sílice, alúmina y fundentes (cal, magnesia, óxido de hierro, álcalis) no deben sobrepasar ciertos límites, ya que, de lo contrario, la arcilla no fundiría a una temperatura suficientemente baja o fundiría en una masa insuficientemente viscosa”. 50

El aumento de tamaño de la arcilla se debe a la expansión de los minerales, que son: Esméctica y Vermiculita, y éstas, a su vez, se subdividen en: Saponita, Montmorillonita y las vermiculitas trioctoetrica y dioctoedrica. Lo importante de los minerales arcillosos para que se dé lugar a la expansión es que prevalezcan: la Montmorillonita, la saponita o la vermiculita.

Proceso de fabricación industrial de las arcillas expandidas (Madrid Patente nº 2 222 248, 2005) Su técnica de fabricación no ha cambiado significativamente desde la aparición de los primeros hornos de cocción y de expansión. Esta fabricación se realiza aún, actualmente, por calentamiento a alta temperatura en hornos rotativos. La energía calorífica se crea por la combustión de combustibles fósiles. Son necesarias varias etapas para la obtención de la arcilla expandida:

1.

Preparación de la arcilla en unas condiciones precisas y perfectamente controladas (trituración, laminado, humidificación) al objeto de confeccionar gránulos (granulación).

2.

Secado y almacenamiento de estos gránulos.

3.

Cocción de estos dentro de un primer horno rotativo.

4.

Transferencia de los gránulos de arcilla cocidos dentro de un segundo horno rotativo llevado a 1200 °C y cuidadosamente regulado; en medio de la masa arcillosa se habrá vuelto plástica por la alta temperatura, un desprendimiento gaseoso provoca el alveolado y por consiguiente la expansión de los gránulos arcillosos.

5.

Enfriamiento de estos últimos después de transferirlos a un túnel de enfriamiento.

Estos gránulos cuya forma se ha vuelto sensiblemente esférica son, finalmente, cribados y, herméticamente, almacenados a fin de evitar las suciedades y las mezclas de diferentes calidades. Sin embargo, esta técnica de fabricación de los gránulos de arcilla expandida presenta varios inconvenientes:

51

•

Las infraestructuras utilizadas son muy pesadas si se considera que comprenden dos o tres hornos en línea o en cascada entre la entrada de los gránulos de arcilla secos y la salida de los gránulos expandidos hacia un puesto de cribado y de almacenamiento; estas infraestructuras conllevan, por otra parte, gastos de explotación y de mantenimientos importantes, sobre todo. Debido al hecho, incluyen partes mecánicas sometidas a altas temperaturas

•

De rendimiento de las instalaciones es pobre. Al ser la arcilla un material de refractario, se pierde gran parte del en el día de calentamiento. Además, el procedimiento y las instalaciones de calentamiento actuales calientan el material desde el exterior hacia el interior. Esta mala distribución de la energía calorífica representa un sobreconsumo de energía y la creación de esfuerzos térmicos en el material que puede provocar la explosión de los gránulos o bolas de arcilla y, por consiguiente, una reducción de la productividad. La arcilla al ser sometida a temperaturas altas, provoca el desprendimiento de gases que se producen por varias reacciones químicas:

•

Descomposición de minerales gaseosos (sulfatos, sulfuros, etc.)

•

Combustión de materias orgánicas (carbono, ácidos húmicos, añadidos hidrocarbonos, etc.)

•

Craqueo de estas materias orgánicas

•

Reacciones de óxido y reducción entre estas materias orgánicas y los óxidos de hierro.

2.3.6. Agua El agua es el elemento indispensable para la hidratación del cemento y el desarrollo de sus propiedades, por lo tanto, este componente debe cumplir ciertos requisitos para llevar a cabo su función en la combinación química, sin ocasionar problemas colaterales si tiene ciertas sustancias que pueden dañar al concreto. El agua de mezcla en el concreto tiene como funciones principales: reaccionar con el cemento para hidratarlo, actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto y procurar la estructura de vacíos

52

necesaria en la pasta para que los productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse. Por lo tanto, la cantidad de agua que interviene en la mezcla de concreto es normalmente por razones de trabajabilidad, mayor de la necesaria para la hidratación del cemento. El problema principal del agua de mezcla reside en las impurezas y la cantidad de éstas, que ocasionan reacciones químicas que alteran el comportamiento normal de la pasta de cemento. Los efectos más perniciosos que pueden esperarse de aguas de mezcla con impurezas son: retardo en el endurecimiento, reducción de la resistencia, manchas en el concreto endurecido, eflorescencias, contribución a la corrosión del acero, cambios volumétricos, etc. Existe evidencia experimental que el empleo de aguas con contenidos individuales de cloruros, sulfatos y carbonatos sobre las 5000 p.p.m. ocasiona reducción de resistencias hasta del orden del 30% con relación a concretos con agua pura. Los carbonatos y bicarbonatos de Sodio y Potasio pueden acelerar o retardar el fraguado cuando la suma de sales disueltas tiene concentraciones sobre 1000 p.p.m., por lo que es recomendable en estos casos hacer pruebas de tiempo de fraguado. Hay evidencias que en estas condiciones pueden incrementarse las reacciones álcali-sílice en los agregados. TABLA N°16: Límite permisible del agua Descripción

Límite permisible

Sólidos en suspensión

5000 p.p.m. máximo

Materia orgánica

3 p.p.m. máximo

Alcalinidad ( NaHCO3 )

1000 p.p.m. máximo

Sulfato ( Ión SO4 )

600 p.p.m. máximo

Cloruros ( Ión Cl )

1000 p.p.m. máximo

pH

5a8

Fuente: NTP 339.088

53

Los carbonatos de Calcio y Magnesio no son muy solubles en el agua y en concentraciones hasta de 400 p.p.m. no tienen efectos perceptibles en el concreto. El Sulfato de Magnesio y el Cloruro de Magnesio en contenidos hasta de 25000 p.p.m. no han ocasionado efectos negativos en investigaciones llevadas a cabo en USA, pero sales de Zinc, Cobre y Plomo como las que pueden tener las aguas contaminadas con relaves mineros, en cantidades superiores a 500 p.p.m. tienen efectos muy negativos tanto en el fraguado como en las resistencias. La materia orgánica por encima de las 1000 p.p.m. reduce resistencia e incorpora aire. 2.3.7. Aditivos Los aditivos para concreto son componentes de naturaleza orgánica (resinas) o inorgánica, cuya inclusión tiene como objeto modificar las propiedades físicas de los materiales conglomerados en estado fresco. Se suelen presentar en forma de polvo o de líquido, como emulsiones.

Los aditivos a ser empleados en las mezclas de concreto deberán cumplir con las exigencias de la norma NTP 334.089.

Los aditivos incorporadores de aire deberán cumplir con los requisitos de la norma NTP 334.089 o de la norma ASTM C260 y los aditivos reductores de agua; retardadores; acelerantes; deberán cumplir con los requisitos de la Norma NTP 334.088; o de la ASTM C 1017. (RIVVA LÓPEZ, 2013) •

Incorporadores de aire: Aditivo que se añaden durante el mezclado para crear burbujas de aire protegiendo contra los daños causados por la congelación y el deshielo, además reduce la exudación y la segregación.

•

Reductores de agua: Aditivo usado con el propósito de disminuir el contenido de agua en el concreto para obtener mayor resistencia y a su vez obtener asentamientos más altos con una misma cantidad de agua en

54

caso de tener un concreto bombeado. Además, permite tener una mayor trabajabilidad en vaciados de losas A continuación, se muestra las características que poseen los aditivos que se emplearon en el presente proyecto:

2.3.7.1.

Incorporador de aire

EUCOCELL 1000 es un aditivo líquido diseñado para la fabricación de concretos y morteros fluidos, con altos contenidos de aire, baja densidad y resistencia a compresión. No es recomendado para concreto convencional. Aplicaciones principales: •

EUCOCELL 1000 es un aditivo para fabricación de morteros fluidos utilizados en inyección empleado en:

•

Relleno Fluido.

•

Concreto de densidad controlada.

•

Dar apoyo bajo y detrás de estructuras y revestimientos de túneles.

•

Relleno de cavidades difícilmente accesibles.

•

Rellenos provisionales.

•

Inyección bajo pavimentos.

Características y Beneficios: Los rellenos fluidos para inyección y los morteros celulares son materiales más ligeros que los concretos

convencionales y son una alternativa

económica en donde se requiere un relleno cementico. •

Aditivo líquido listo para usar.

•

El relleno tiene alta fluidez y trabajabilidad.

•

Reduce la contracción y aumenta el asentamiento.

•

Es autonivelante, no requiere vibrado.

•

No requiere alta mano de obra. y sin segregación.

55

2.3.7.2.

Aditivo reductor de agua de alto rango y superplastificante

NEOPLAST 8500 HP es un aditivo para concreto especialmente desarrollado para incrementar el tiempo de trabajabilidad, reductor de agua de alto rango sin retardo y optimizador de cemento en mezclas de concreto, está diseñado para ser empleado en climas cálidos y fríos. Aplicaciones principales: •

Concreto auto compactados.

•

Concreto de baja relaciones agua/cemento.

•

Concreto de alta resistencia.

•

Concreto fluido de alto asentamiento.

•

Concreto reforzado.

Características y Beneficios: •

Produce concretos fluidos sin retardo.

•

Permite que el concreto o mortero sea transportado a largas distancias.

•

Reduce más de 45% del agua de amasado.

•

Reduce la segregación y exudación en el concreto plástico.

•

Reduce las fisuras y permeabilidad en el concreto endurecido

2.4.

DISEÑOS DE MEZCLA DE CONCRETO Proceso de selección más adecuado, conveniente y económico de sus

componentes como son: agua, cemento, agregados (fino y grueso) y aditivos, con la finalidad de obtener un producto que en el estado fresco tenga trabajabilidad y consistencia adecuada, además en estado endurecido cumpla con los requisitos establecidos por el diseñador o indicado en los requerimientos del proyecto y especificaciones técnicas.

El diseño de mezclas incluye, entre otras, la determinación del peso unitario (densidad), rendimiento de materiales y contenido de aire. Se basa en ciertos criterios en los que intervienen la relación arena / piedra y las relaciones agua/cemento; siendo necesario contar con información de las propiedades de los agregados fino y gruesos siguientes: granulometría, peso 56

específico, contenido de humedad, porcentaje de absorción, peso unitario suelto, peso unitario compactado, módulo de finura, tamaño nominal máximo (del agregado grueso).

(NIÑO HERNANDEZ, 2010), señala que, el conocimiento de las propiedades del concreto tanto en estado fresco como en estado endurecido tiene como finalidad primordial la de determinar el diseño de la mezcla. Una mezcla debe diseñarse tanto para estado fresco como estado endurecido. Las principales exigencias que se debe cumplir para lograr una dosificación apropiada en estado fresco son las de manejabilidad y economía y para concreto endurecido son las de resistencia, durabilidad y en algunos casos el peso volumétrico.

Para proporcionar los ingredientes en una mezcla de concreto se debe seguir un procedimiento, para lo cual se han sugerido muchos métodos dentro de los cuales se encuentran los analíticos, experimentales, semianalíticos y empíricos. El método empleado para el diseño de las mezclas de concreto para el presente proyecto es el método americano ACI (American Concrete Institute) – Volúmenes absolutos, el que se fundamenta en el principio básico de la relación agua / cemento desarrollado por Abraham, que consiste en seguir una serie de pasos para determinar la cantidad de cada material en peso y volumen, para 1m3 de concreto.

Según el método ACI, el proporcionamiento de los agregados se hace teniendo en cuenta que éstos cumplen las especificaciones granulométricas, tamaño máximo y calidad de los agregados finos y gruesos, excepto los agregados livianos y pesados, y otros requisitos de la Norma ASTM C – 33.

Los criterios de dosificación de mezclas de concreto incluyen los siguientes pasos:

57

•

Elección del asentamiento.

•

Elegir el tamaño máximo nominal del agregado grueso.

•

Estimar el contenido de aire.

•

Estimar la cantidad de agua de mezclado

•

Estimar la cantidad de agua / cemento (a/c)

•

Calcular la cantidad de cemento

•

Verificar si los agregados cumplen las recomendaciones granulométricas.

•

Estimación del contenido de grava.

•

Estimar el contenido de agregado fino.

•

Ajustar la cantidad de agua por el contenido de humedad del agregado.

•

Ajustar las mezclas de prueba.

En el presente trabajo de investigación, para el caso de la mezcla experimental en la que se le sustituirá la piedra chancada por perlas de poliestireno o arcilla expandida se prestará especial atención al diseño ya que podría ser que haya que añadirle algún aditivo para garantizar la cohesión entre el EPS o arcilla y la pasta de concreto, de lo contrario se podría presentar la segregación.

Procedimiento de mezclado El proceso de mezclado de los diseños de mezcla será el siguiente: •

Se humedecerá la mezcladora, de capacidad de 40 litros.

•

El agua de mezclado se dividirá en dos partes: la primera parte, en un litro y la segunda parte, el agua restante que será añadida al inicio de la mezcla.

•

Luego, se incorporará la piedra y en seguida se le dará un número de cinco revoluciones a la mezcladora.

•

Seguidamente se añadirá la arena con el cemento, tapando la boca de la mezcladora para evitar pérdida de material, se dejará mezclando los materiales durante un minuto.

58

•

Después del periodo de mezcla de los materiales, se observará la condición de la mezcla resultante, como ésta se encuentra en una condición seca y se le irá añadiendo el agua restante del litro de agua separada inicialmente, incorporándola poco a poco durante el periodo de mezclado.

•

El periodo de mezclado comprenderá 5 minutos para todos los diseños de mezcla.

2.5.

ENSAYO AL CONCRETO FRESCO

2.5.1. Peso unitario: (NTP 339.046) El peso unitario es el peso del concreto por metro cúbico para cada relación agua cemento.

𝑓=

1000 𝑊𝑎

𝑃. 𝑈 = 𝑓 ∗ 𝑊𝑐

donde: f

=

factor de calibración del recipiente (1/m3)

Wa

=

Peso del agua en kg

PU

=

Peso unitario del concreto (kg/m3)

Wc

=

Peso del concreto fresco (kg)

2.5.2. Rendimiento: (NTP 339.046) El objetivo es obtener el rendimiento del concreto por bolsa de cemento, se expresa en metros cúbicos.

𝛾=

𝑉ℎ 𝑁

donde: Y

=

Rendimiento (m3)

Vh

=

Volumen de concreto (m3)

N

=

Número de bolsas de cemento (Kg) 59

𝑉ℎ =

𝑁∗𝑃𝑐 +𝑃𝑎.𝑓 +𝑃𝑎.𝑔 +𝑃𝑎 𝑃𝑢

donde: Pc

=

Peso de la bolsa de cemento (Kg)

Pa.f. =

Peso del agregado fino (Kg)

Pa.g. =

Peso del agregado grueso (Kg)

Pa

=

Peso del agua (Kg)

PU

=

Peso unitario del concreto (Kg/m3)

2.5.3. Contenido de aire: (NTP 339.046) Las burbujas de aire pueden estar presentes en la pasta como resultado de las operaciones del proceso de puesta en obra, en cuyo caso se le conoce como aire atrapado o aire natural; o pueden encontrarse en la mezcla debido a que han sido intencionalmente incorporadas a ella, en cuyo caso se les conoce como aire incorporado. (RIVVA LÓPEZ, 2013) En los concretos con aire incorporado, éste se incorpora intencionalmente a la mezcla mediante el empleo de aditivos con la finalidad de mejorar determinadas propiedades del concreto, especialmente su durabilidad frente a los procesos de congelación y deshielo. Las burbujas de aire incorporado se caracterizan por el pequeño diámetro de las burbujas, entre 10 y 100 micrones, y el perfil esférico de las mismas. (RIVVA LÓPEZ, 2013) En este proyecto se encontró el contenido de aire por medio del Método de Volúmenes Absolutos.

(𝑇 − 𝐷) ) 𝑥 100 𝐴=( 𝑇 donde: T

=

Densidad teórica del concreto (Kg/m3)

D

=

Densidad del concreto (Kg/m3)

A

=

Contenido de aire (%)

60

2.5.4. Asentamiento: (NTP 339.035), (ASTM C – 143) La consistencia del concreto fresco es la capacidad de la masa de concreto para adaptarse al encofrado o molde con facilidad, manteniéndose homogéneo con un mínimo de vacíos. La consistencia se modifica fundamentalmente por la variación del contenido de agua en la mezcla. En los concretos bien proporcionados, el contenido de agua necesario para producir un asentamiento determinado depende de varios factores; se requiere más agua con agregados de forma angular y textura rugosa, reduciéndose su contenido al incrementarse el tamaño máximo del agregado. El ensayo para medir la consistencia del cemento se denomina ensayo slump y consiste en consolidar una muestra de concreto fresco en un molde troncocónico (Cono de Abrams), midiendo el asentamiento de la mezcla luego de desmoldado (ARI, 2002).

2.5.5. Exudación: (NTP 339.077), (ASTM C232) La exudación es el acto mediante el cual es agua contenida dentro de la mezcla tiende a subir a la superficie del concreto recién colocado. Se origina con la incapacidad de los componentes sólidos de retener toda el agua cuando se asientan.

La exudación puede expresarse cuantitativamente como

el

asentamiento total (reducción de altura) por unidad de altura del concreto. Tanto la capacidad de exudación como la proporción de exudación puede determinarse experimentalmente mediante la prueba ASTM C 232-71(reaprobada en 1977). La exudación del concreto termina cuando la pasta ha endurecido lo suficiente. (A.M & J.J, 1998). 𝑤

𝐶 =𝑊∗𝑆

𝑉

𝐸𝑥𝑢𝑑𝑎𝑐𝑖ó𝑛(%) = 𝐶 ∗ 100

donde: C

=

Masa del agua en la muestra de ensayo, en Lts.

w

=

Agua efectiva en Lts.

W

=

Cantidad total de materiales, en Kg

S

=

Peso del concreto en Kg

V

=

Volumen final exudado en Lts 61

2.5.6. Temperatura del concreto: (NTP 339.184), (ASTM C1064) Este ensayo cumple con la finalidad de examinar la temperatura del concreto recién mezclado, puede usarse para verificar que dicho concreto satisfaga requerimientos específicos de temperatura; es importante realizar este control debido a que condicionan la velocidad del proceso de endurecimiento inicial del concreto, la cual es influenciada por la temperatura ambiente y calor especifico de los materiales constituyentes; a mayor temperatura durante el muestreo mayor será la resistencia inicial y también el efecto de contracción, disminuyendo posiblemente la resistencia a largo plazo. El ensayo consiste en colocar un dispositivo de medición de temperatura en la muestra de concreto de tal modo que este rodeado de mezcla por todos sus lados (al menos 3” y lejos del recipiente que lo contiene), el tiempo mínimo que debe estar introducido el dispositivo medidor es de 2 minutos o hasta que la lectura se estabilice. Se debe efectuar este ensayo dentro de los 5 minutos de tomada la muestra.

2.6.

ENSAYO AL CONCRETO ENDURECIDO

2.6.1. Resistencia a la compresión: (NTP 339.034) La resistencia del concreto es definida como el máximo esfuerzo que puede ser soportado por dicho material sin romperse. Dado que concreto está destinado principalmente a tomar esfuerzos de compresión, es la medida de su resistencia a dichos esfuerzos la que se utiliza como índice de su calidad. La resistencia a la compresión es una de las más importantes propiedades, del concreto endurecido, siendo la que generalmente se emplea para la aceptación o rechazo del mismo.

Método de ensayo para el esfuerzo a la compresión de muestras cilíndricas de concreto. Objeto: La presente Norma establece el procedimiento para determinar la resistencia a la compresión de probetas cilíndricas, moldeadas con hormigón o de testigos diamantinos extraídos de concreto

62

endurecido. Se limita a concretos que tienen un peso unitario mayor de 800 kg/cm2.

Este método de ensayo consiste en aplicar una carga axial en compresión a los moldes cilíndricos o corazones en una velocidad tal que esté dentro del rango especificado antes que la falla ocurra. El esfuerzo a la compresión de la muestra está calculado por el cociente de la máxima carga obtenida durante el ensayo entre el área de la sección transversal de la muestra.

𝑅𝑐 =

4𝐺 𝜋𝑑 2

donde:

Rc

=

Es la resistencia de rotura a la compresión, en kilogramos Por centímetro cuadrado.

G

=

Es la carga máxima de rotura, en kilogramos.

d

=

Es el diámetro de la probeta cilíndrica, en centímetros.

2.6.2. Resistencia a la tracción por compresión diametral: (NTP 339.084) Este ensayo consiste en aplicar la fuerza de compresión a lo largo de un espécimen cilíndrico de concreto hasta que este falle por la longitud de su diámetro. Esta carga induce esfuerzos de tensión en el plano donde se aplica y esfuerzos a la compresión en el área donde la carga es aplicada. Por lo tanto, la falla de tracción ocurre antes que la falla de compresión debido a que las áreas de aplicación de la carga se encuentran en un estado de compresión triaxial a lo largo de todo el espécimen de concreto, permitiendo de esta manera resistir al espécimen de concreto mucho mayor esfuerzo a la compresión que el obtenido por un esfuerzo a la compresión uniaxial dando paso a la falla por tracción a lo largo del espécimen de concreto.

𝑇=

2𝑃 {𝐾𝑔/𝑐𝑚2 } 𝜋∗𝐿∗𝐷

donde: 63

T

=

Resistencia a la tracción por compresión diametral (kg/cm2)

P

=

Carga registrada (KN)-convertida en Kg-f

L

=

Longitud de la probeta(cm)

D

=

Diámetro de la probeta(cm)

2.6.3. Ensayo de módulo de elasticidad: (Norma ASTM C 469-94) El módulo elástico es la capacidad del concreto de deformarse bajo carga, sin tener deformación permanente. Definida como la relación entre el esfuerzo normal y la deformación unitaria correspondiente, para esfuerzos de tracción o compresión menores que el límite de proporcionalidad del concreto. Se emplea en el cálculo de la rigidez de los elementos estructurales.

El concreto no es un material elástico, no tiene un comportamiento lineal en ningún tramo de su diagrama de carga Vs deformación en compresión; sin embargo, convencionalmente se acostumbra definir un “Modulo de Elasticidad Estático” del Concreto, mediante una recta tangente a la parte inicial del diagrama o una recta secante que une el origen del diagrama con un punto establecido, que normalmente es un porcentaje de la tensión última. Los valores de E normalmente oscilan entre 280 000 a 350 000 kg/cm2 y están en relación directa con la resistencia en compresión del concreto y a la relación agua/cemento, pero siempre las mezclas más ricas en cemento tienen modelos de elasticidad mayores y también mayor capacidad de deformación.

En general a mayor resistencia del concreto y mayor densidad se tiende a obtener mayor módulo de elasticidad, sin embargo, dependiendo de los componentes y dosificación del concreto o mortero los valores pueden diferir de manera apreciable (QUINBAY, 2012)

Entre las características que influyen en la respuesta sísmica de una estructura están: el peso volumétrico del concreto, el módulo de elasticidad (que es determinante en la rigidez lateral de la estructura y en su periodo natural de vibración), la forma de la curva esfuerzo - deformación del concreto, la ductilidad

64

del comportamiento y la forma de los lazos de histéresis (define el amortiguamiento inelástico con que puede contarse) (BAZAN & MELI, 2001).

𝐸 = (𝑆2 − 𝑆1 )/(𝜀2 − 0.000050) donde:

E S2

= =

S1

=

E2

=

Módulo de elasticidad secante, MPa [psi] Esfuerzo correspondiente al 40% de la carga última o de ruptura Esfuerzo correspondiente a la deformación unitaria longitudinal, 𝜀1 , de 50 millonésimas, MPa [psi] Deformación unitaria longitudinal producida por el esfuerzo S2.

2.6.4. Ensayo de resistencia a la flexión del concreto: (ASTM C78) La resistencia a la flexión en viga es una forma de medida de la resistencia a la tracción del concreto. Mide la resistencia a la falla por momento de una viga o losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicación de cargas a vigas de concreto de 6x6 pulgadas (150 x 150 mm) de sección transversal y con luz como mínimo tres veces el espesor. La resistencia a la flexión, se expresa como el Módulo de Rotura (MR) en este caso se expresa en libras por pulgada cuadrada (MPa) y es determinada mediante los métodos de ensayo ASTM C78 (cargada en los puntos tercios) o ASTM C293 (cargada en el punto medio); siendo menores hasta en un 15% los valores determinados cuando la viga es cargada en los puntos tercios que cuando se determina cargada en el punto medio ( National Ready Mixed Concrete Association, 2016). Si la fractura se inicia en la superficie de tensión dentro del tercio medio de la luz o longitud de separación entre apoyos, calcular el módulo de ruptura como sigue:

𝑀𝑟 =

𝑃𝐿 𝑏ℎ2

donde: 65

Mr

:

Es el módulo de rotura, en MPa

P

:

Es la carga máxima de rotura indica por la máquina, en Kg-f

L

:

Es la luz libre entre apoyos, en cm

b

:

Es el ancho promedio de la vida en la sección de falla, en cm

h

:

Es la altura promedio de la viga en la sección de falla, en cm

Si la fractura ocurre en la sección de tensión fuera del tercio medio de la luz o longitud de separación entre apoyos por no más de 5 % de la luz, calcular el módulo de ruptura como sigue:

𝑅=

3 𝑃𝑎 𝑏 𝑑2

donde:

R

=

Módulo de ruptura, MPa (lb/pulg²)

P

=

Carga máxima aplicada indicada por la máquina de ensayo, N (lbf)

a

=

Distancia promedio entre la línea de fractura y el soporte más cercano medido en la superficie de tensión de la viga, mm (pulg)

b

=

Ancho promedio del espécimen, en la fractura, mm (pulg)

d

=

Espesor promedio del espécimen, en la fractura, mm (pulg)

Si la fractura ocurre en la sección de tensión fuera del tercio medio de la luz o longitud de separación entre apoyos por más de 5 % de la misma, descartar los resultados del ensayo.

66

CAPÍTULO III: METODOLOGÍA 3.1.

METODOLOGÍA

3.1.1. Hipótesis de trabajo Las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena) liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera de Irina Gabriela, Distrito de San Juan Bautista; cumplen con las densidades y resistencia a la compresión establecidas por el “Portland Cement Association” para su uso en la elaboración de: Espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto liviano estructural.

3.1.2. Variables 3.1.2.1. •

Identificación de variables

Variable independiente X:

Propiedades físicas de las perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera Irina Gabriela del ámbito del distrito de San Juan Bautista. •

Variable dependiente Y:

Propiedades físicas y mecánicas de la espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto estructural de baja densidad, elaborado con perlas de poliestireno expandido, arcilla expandida y agregado fino procedente de la cantera Irina Gabriela del ámbito de san Juan Bautista.

67

3.1.2.2.

Operacionalización de variables

TABLA N°17: Operacionalización de Variables Variables

Indicadores

X: Propiedades físicas del agregado fino del ámbito Clasificación y tipo de material. del distrito de San Juan Módulo de fineza de los agregados. Bautista – Iquitos, 2018.

Propiedades físicas de los agregados artificiales.

Propiedades físicas de Propiedades de los agregados artificiales. las perlitas de poliestireno proveniente

de

la

empresa Ecopor.

Propiedades físicas de la arcilla

expandida

proveniente

de

la

empresa Marley’s Planet. Y: Resultados

de

determinación

de

propiedades

las

físicas

y

mecánicas de la espuma de

concreto,

concreto

liviano no estructural y concreto estructural de baja densidad elaborado con

agregados

provenientes

de

Valores de propiedades físicas y mecánicas.

las

canteras del ámbito del distrito

de

San

Juan

Bautista Iquitos, 2018.

Fuente: Elaboración propia (2018) 68

3.1.3. Aspecto metodológico

3.1.3.1.

Tipo de investigación

El presente proyecto de investigación es de tipo Experimental, no obstante, al describir las variables se manipulará la variable independiente (incorporación de perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino) para determinar efectos en la variable dependiente.

3.1.3.2.

Diseño de la investigación

La investigación pertenece al diseño descriptivo. TABLA N°18: Diseño de la Investigación Ox M

r Oy

•

Variable dependiente X:

X1: Propiedades físicas del agregado fino procedente de la cantera Irina Gabriela, Distrito de San Juan Bautista – Iquitos, 2018. X2: Propiedades físicas de las perlitas de poliestireno procedente de la empresa Ecopor. X3: Propiedades físicas de la arcilla expandida procedente de la empresa distribuidora Marley’s Planet. •

Variable dependiente Y:

Y1: Propiedades físicas y mecánicas de espuma de concreto elaborado con las perlitas de poliestireno. Y2: Propiedades físicas y mecánicas del concreto liviano no estructural empleando perlitas de poliestireno expandido. Y3: Propiedades físicas y mecánicas del concreto liviano estructural empleando arcilla expandida procedente del Distrito de San Juan Bautista-Iquitos, 2018.

69

M=Muestra que representa al universo de las propiedades de las perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino procedente de la cantera Irina Gabriela. O = Información relevante de interés recogidas de la muestra.

3.1.3.3.

Población y Muestra

Población: Estará conformada por los agregados procedentes del Distrito de San Juan Bautista, la arcilla expandida y las perlas de poliestireno expandido.

Muestra: La muestra estará conformada por un metro cúbico de agregado artificial obtenido a partir de la selección aleatoria de la población de agregado fino ubicada en el Distrito de San Juan Bautista, arcilla expandida proveniente de la ciudad de Lima y del volumen necesario de perlas de poliestireno expandido. 3.1.3.4.

Verificación de hipótesis

Se aplico la prueba F de Levene para verificar la homogeneidad de los datos; y, al verse verificado esta condición se aplicó la prueba estadística T- student con un nivel de significación de 5% (confianza 95%).

3.2.

ANÁLISIS ESTADÍSTICO El análisis estadístico es de importancia en la evaluación de los resultados

obtenidos porque nos permite tener certeza de confiabilidad de los valores extraídos de las pruebas y en función a los parámetros estadísticos poder evaluar los resultados El grado de control de la calidad y uniformidad del concreto, está sujeto a las variaciones debidas a la calidad de los materiales, en el proceso de puesta en obra. Es por eso que la experiencia de laboratorio, encargada del control de la calidad del concreto, se expresan numéricamente en términos del coeficiente de variación y en la desviación estándar del laboratorio.

70

3.2.1. Desviación estándar (S) Es la raíz cuadrada positiva de la varianza. La varianza mide la dispersión de los datos con respecto a la media aritmética. Para las condiciones indicadas en mi trabajo de investigación, la desviación estándar se calcula a partir de los resultados obtenidos, aplicando la siguiente ecuación:

𝑆=√

(𝑋1 − 𝑋𝑝)2 + (𝑋2 − 𝑋𝑝)2 +. . . (𝑋𝑛 − 𝑋𝑝)2 𝑛−1

donde: S

=

Desviación estándar.

n

=

Número de ensayos de la serie.

X1, X2, Xn = Resultados de resistencia de muestras de ensayos individuales. XP

=

Promedio de todos los ensayos individuales de una serie.

Así mismo se presenta en la siguiente tabla las restricciones que se deberán de tomar en el caso del número de muestreo un factor de corrección a la desviación estándar como establece la siguiente tabla:

TABLA N°19: Factor de corrección a la desviación estándar

Fuente: (Díaz Vilca, 2010) Como podemos ver, el cálculo de la desviación estándar para resultados con datos menores a 15 se puede omitir el factor de corrección en lo que respecta a precisión. 71

3.2.2. Coeficiente de variación (V) El coeficiente de variación viene a resultar la división entre la desviación estándar y la media aritmética de las muestras, el cual nos da un valor de confiabilidad del concreto, expresado en porcentaje. Para datos obtenidos en laboratorio, los valores de “V” deben ser menores que 5%.

𝑉=

𝑆 × 100 𝑋𝑝

donde: V

=

Coeficiente de variación (%)

S

=

Desviación estándar

Xp

=

Media aritmética

Los valores que relacionan el grado de control de calidad con el coeficiente de variación están dados en la siguiente tabla:

TABLA N°20: Coeficiente de variación para diferentes grados de control

Fuente: (Díaz Vilca, 2010)

72

CAPÍTULO IV: RESULTADOS 4.1.

CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

4.1.1. Agregado Fino Se realizó los ensayos básicos del agregado fino con el fin de efectuar los diseños de mezcla. El agregado fino corresponde a arena de color blanco proveniente de la cantera “Irina Gabriela” ubicada en la carretera Iquitos – Nauta Km. 17.

GRÁFICO N°01: Agregado fino de la cantera “Irina Gabriela”.

Fuente: Elaboración propia (2018)

4.1.1.1.

Peso unitario suelto (PUS) El ensayo de peso unitario suelto se realizó conforme la norma ASTM C-29 y la NTP 400.017. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

73

TABLA N°21: Peso unitario suelto del agregado fino PESO UNITARIO SUELTO DEL AGREGADO SEGÚN NORMA ASTM C - 29 DESCRIPCION

M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

9204

9198

9225

(B) PESO DE MOLDE (g)

6229

6229

6229

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

2975

2969

2996

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2114

2114

2114

(C/D) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.407

1.404

1.417

1,409

PROMEDIO PESO UNITARIO (kg/m3)

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del Peso unitario suelto del agregado fino es 1409 kg/m3. 4.1.1.2.

Peso unitario compactado (PUC) El ensayo de peso unitario compactado se realizó conforme la norma ASTM C-29 y la NTP 400.017. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°22: Peso unitario compactado del agregado fino PESO UNITARIO COMPACTADO DEL AGREGADO SEGÚN NORMA ASTM C - 29 DESCRIPCION

M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

9649

9655

9646

(B) PESO DE MOLDE (g)

6229

6229

6229

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

3420

3426

3417

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2114

2114

2114

(C/D) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.618

1.621

1.616

PROMEDIO PESO UNITARIO (kg/m3)

1,618

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del Peso unitario compactado del agregado fino es 1618 kg/m3. 4.1.1.3.

Peso específico y absorción El ensayo de peso específico y absorción se realizó conforme la norma ASTM C-128 y la NTP 400.022. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

74

TABLA N°23: Peso específico y absorción del agregado fino PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DEL AGREGADO FINO SEGÚN NORMA ASTM C - 128 DESCRIPCIÓN

M1

M2

M3

PROMEDIO

A PESO MAT. SAT. SUP. SECO (EN AIRE)

293.21

300.52

369.07

B

PESO FRASCO + H2O

641.69

707.16

675.39

C

PESO FRASCO + H2O + A = (A+B)

934.90

1007.68

1044.46

D

PESO MAT. + H2O EN EL FRASCO

823.68

893.91

904.92

E

VOL. MASA + VOL. DE VACIO = (C-D)

111.22

113.77

139.54

F

PESO MAT. SECO EN ESTUFA (105°C)

292.18

299.51

367.52

G

VOL. MASA = (E-A+F)

110.19

112.76

137.99

-

Peso EspecÍfico de Masa (Base Seca) = (F/E)

2.627

2.633

2.634

2.631

Peso EspecÍfico de Masa (S.S.S) = (A/E)

2.636

2.641

2.645

2.641

Peso EspecÍfico Aparente = (F/G)

2.652

2.656

2.663

2.657

0.35

0.34

0.42

0.370

% de Absorción = ((A-F)/F)*100

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El Peso específico del agregado fino es 2.631 gr/cm3 y el Porcentaje de absorción del agregado fino es 0.37%. 4.1.1.4.

Análisis granulométrico El análisis granulométrico por tamizado del agregado fino se realizó según la norma ASTM C-136 y NTP 400.012. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas: GRÁFICO N°02: Tamices para el análisis granulométrico.

Fuente: Elaboración propia (2018)

75

TABLA N°24: Análisis granulométrico de la muestra N° 01 del agregado fino. ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MUESTRA N° 01) SEGÚN NORMA ASTM C - 136 Tamices ASTM

Abertura mm.

N°04

4.760

N°08

2.380

N°16

1.190

N°30

0.590

1.93

N°50

0.297

82.28

N°100

0.149

306.57

N°200

0.074

Pasa N°200

Peso Retenido

%Retenido Parcial

Acumulado

% Que Pasa

100.00 0.08

0.02

0.02

99.98

0.42

0.44

99.56

17.84

18.28

81.72

66.48

84.76

15.24

44.82

9.72

94.48

5.52

25.46

5.52

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°03: Curva granulométrica muestra N° 01 del agregado fino.

Fuente: Elaboración propia (2018)

76

TABLA N°25: Análisis granulométrico de la muestra N° 02 del agregado fino. ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MUESTRA N° 02) SEGÚN NORMA ASTM C - 136 Tamices ASTM

Abertura mm.

N°04

4.760

N°08

2.380

N°16

1.190

N°30

0.590

1.47

N°50

0.297

67.12

N°100

0.149

289.83

N°200

0.074

Pasa N°200

Peso Retenido

%Retenido Parcial

Acumulado

% Que Pasa

100.00 0.06

0.01

0.01

99.99

0.35

0.37

99.63

16.04

16.41

83.59

69.26

85.67

14.33

39.29

9.39

95.06

4.94

20.68

4.94

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°04: Curva granulométrica muestra N° 02 del agregado fino.

Fuente: Elaboración propia (2018)

77

TABLA N°26: Análisis granulométrico de la muestra N° 03 del agregado fino. ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MUESTRA N° 03) SEGÚN NORMA ASTM C - 136 Tamices ASTM

Abertura mm.

N°04

4.760

N°08

2.380

N°16

1.190

N°30

0.590

1.67

N°50

0.297

96.59

N°100

0.149

314.61

N°200

0.074

Pasa N°200

Peso Retenido

%Retenido Parcial

Acumulado

% Que Pasa

100.00 0.11

0.02

0.03

99.97

0.35

0.37

99.63

20.20

20.58

79.42

65.81

86.39

13.61

39.91

8.35

94.74

5.26

25.15

5.26

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°05: Curva granulométrica muestra N° 03 del agregado fino.

Fuente: Elaboración propia (2018)

4.1.1.5.

Módulo de fineza El análisis de módulo de fineza del agregado fino se realizó conforme la norma ASTM C-33 y NTP 400.011. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

78

TABLA N°27: Módulo de fineza del agregado fino. MODULO DE FINEZA POR TAMIZADO SEGÚN NORMA ASTM C - 33 M1

Tamices ASTM

M2

M3

% Retenido

% Ret.acum

% Retenido

% Ret.acum

% Retenido

% Ret.acum

0.02

0.02

0.01

0.01

0.02

0.03 0.37 20.58 86.39 1.07

N°04 N°08 N°16 N°30

0.42

0.44

0.35

0.37

0.35

N°50

17.84

18.28

16.04

16.41

20.20

N°100

66.48

84.76

69.26

85.67

65.81

TOTAL

1.03

1.02 1.02

1.03

MOD. FINEZA

1.07

1.04

PROMEDIO

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del Módulo de fineza del agregado fino es 1.04. 4.1.1.6.

Superficie específica El análisis de superficie específica del agregado fino se realizó conforme la norma NTP 400.012. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°28: Superficie específica de la muestra N° 01 del agregado fino. SUPERFICIE ESPECIFICA M1 Tamices ASTM

ABERTURA (mm)

Di (cm)

Pi (%)

N°04

4.760

0.7125

N°08

2.380

0.3555

N°16

1.190

0.1770

0.02

0.10

N°30

0.590

0.0885

0.42

4.73

N°50

0.297

0.0442

17.84

403.68

N°100

0.149

0.0221

66.48

3008.19

FONDO

0.074

0.0111

9.72

875.62

Pi / di 0.00 0.00

TOTAL

4292.32

Fuente: Elaboración propia (2018) Se= 0.06 x 4292.32 = 2.631

97.89 cm2/g

79

TABLA N°29: Superficie específica de la muestra N° 02 del agregado fino. SUPERFICIE ESPECIFICA M2 Tamices ASTM

ABERTURA (mm)

Di (cm)

Pi (%)

N°04

4.760

0.7125

0.00

N°08

2.380

0.3555

0.00

N°16

1.190

0.1770

N°30

0.590

0.0885

0.35

3.97

N°50

0.297

0.0442

16.04

362.90

N°100

0.149

0.0221

69.26

3134.06

FONDO

0.074

0.0111

9.39

845.89

0.01

TOTAL

Pi / di

0.08

4346.90

Fuente: Elaboración propia (2018) Se= 0.06 x 4346.90 = 2.631

99.13 cm2/g

TABLA N°30: Superficie específica de la muestra N° 03 del agregado fino. SUPERFICIE ESPECIFICA M3 Tamices ASTM

ABERTURA (mm)

Di (cm)

Pi (%)

N°04

4.760

0.7125

0.00

N°08

2.380

0.3555

0.00

N°16

1.190

0.1770

0.02

0.13

N°30

0.590

0.0885

0.35

3.95

Pi / di

N°50

0.297

0.0442

20.20

457.13

N°100

0.149

0.0221

65.81

2977.88

FONDO

0.074

0.0111

8.35

752.12

TOTAL

4191.20

Fuente: Elaboración propia (2018) Se= 0.06 x 4191.20 = 2.631

95.58 cm2/g

4.1.1.7.

Material que pasa el tamiz N° 200 El ensayo de cantidad de material fino que pasa por el tamiz N° 200 se desarrolló según la norma ASTM C-117 y NTP 400.018. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

80

TABLA N°31: Material que pasa por el tamiz N° 200 del agregado fino. MATERIAL FINO QUE PASA POR EL TAMIZ N°200 SEGÚN NORMA ASTM C - 117 N° DE ENSAYOS

M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + TARA (g)

678.04

641.17

537.30

(B) PESO DE MUESTRA LAVADA + TARA (g)

643.52

610.15

511.26

(C) PESO DE TARA (g)

158.13

164.34

162.74

(D=A-C) PESO DE MUESTRA (g)

519.91

476.83

374.56

(E=B-C) PESO DE MUESTRA LAVADA (g)

485.39

445.81

348.52

(F=D-E) PESO DEL MATERIAL FINO (g)

34.52

31.02

26.04

(F/D*100%) % QUE PASA LA MALLA N°200

6.64

6.51

6.95

PROMEDIO DE % QUE PASA MALLA N°200

6.70

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del porcentaje que pasa la malla N° 200 del agregado fino es 6.7% 4.1.2. Perla de Poliestireno Se realizó los ensayos básicos para la perla de poliestireno con el fin de efectuar los diseños de mezcla. La perla de poliestireno fue proveída por la empresa Ecopor. GRÁFICO N°06: Imágenes panorámicas dentro de la empresa Ecopor

Fuente: Elaboración propia (2018)

81

4.1.2.1.

Peso unitario suelto (PUS) El ensayo de peso unitario suelto se realizó conforme la norma ASTM C-29 y la NTP 400.017. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°32: Peso unitario suelto de la perla de poliestireno. PESO UNITARIO SUELTO DE LA PERLA DE POLIESTIRENO SEGÚN NORMA ASTM C - 29 DESCRIPCION

M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

6254

6251

6252

(B) PESO DE MOLDE (g)

6229

6229

6229

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

25

22

23

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2114

2114

2114

(C/D) PESO UNITARIO (g/cm3)

0.012

0.010

0.011

11

PROMEDIO PESO UNITARIO (kg/m3)

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del Peso unitario suelto de la perla de poliestireno es 11 kg/m3. 4.1.2.2.

Peso unitario compactado (PUC) El ensayo de peso unitario compactado se realizó conforme la norma ASTM C-29 y la NTP 400.017. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°33: Peso unitario compactado de la perla de poliestireno. PESO UNITARIO COMPACTADO DE LA PERLA DE POLIESTIRENO SEGÚN NORMA ASTM C - 29 DESCRIPCION

M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

6254

6251

6252

(B) PESO DE MOLDE (g)

6229

6229

6229

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

25

22

23

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2114

2114

2114

(C/D) PESO UNITARIO (g/cm3)

0.012

0.010

0.011

PROMEDIO PESO UNITARIO (kg/m3)

11

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del Peso unitario compactado de la perla de poliestireno es 11 kg/m3.

82

4.1.2.3.

Peso específico y absorción El ensayo de peso específico y absorción se realizó conforme la norma ASTM C-128 y la NTP 400.022. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°34: Peso específico y absorción de la perla de poliestireno GRAVEDAD ESPECIFICA Y ABSORCION DE LA PERLA DE POLIESTIRENO SEGÚN NORMA ASTM C - 128 DESCRIPCION

M1

M2

M3

PROMEDIO

A PESO MAT. SAT. SUP. SECO (EN AIRE)

5.11

5.12

5.03

295.81

305.03

300.97

-

Peso Especifico de Masa (Base Seca) = (F/E)

0.017

0.017

0.017

0.017

Peso Especifico de Masa (S.S.S) = (A/E)

0.017

0.017

0.017

0.017

Peso Especifico Aparente = (F/G)

0.017

0.017

0.017

0.017

0.00

0.00

0.00

0.000

B

PESO FRASCO + H2O

922.81

922.91

922.81

C

PESO FRASCO + H2O + A = (A+B)

927.92

928.03

927.84

D

PESO MAT. + H2O EN EL FRASCO

632.11

623.00

626.87

E

VOL. MASA + VOL. DE VACIO = (C-D)

295.81

305.03

300.97

F

PESO MAT. SECO EN ESTUFA (105°C)

5.11

5.12

5.03

G

VOL. MASA = (E-A+F)

% de Absorcion = ((A-F)/F)*100

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El Peso específico de la perla de poliestireno es 0.017 gr/cm3 y el Porcentaje de absorción de la perla de poliestireno es 0.00%.

4.1.2.4.

Análisis granulométrico El análisis granulométrico por tamizado de la perla de poliestireno se realizó según la norma ASTM C-136 y NTP 400.012. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°35: Análisis granulométrico de la muestra N° 01 de poliestireno. ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MUESTRA N° 01) SEGÚN NORMA ASTM C - 136 %Retenido

Tamices ASTM

Abertura mm.

Peso Retenido

Parcial

Acumulado

3/8"

9.525

0.00

0.00

0.00

100.00

1/4"

6.350

2.63

18.46

18.46

81.54

N°04

4.760

11.62

81.54

100.00

0.00

N°08

2.380

0.00

0.00

100.00

0.00

% Que Pasa

Fuente: Elaboración propia (2018)

83

GRÁFICO N°07: Curva granulométrica muestra N° 01 perla de poliestireno.

Fuente: Elaboración propia (2018) TABLA N°36: Análisis granulométrico de la muestra N° 02 de poliestireno. ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MUESTRA N° 02) SEGÚN NORMA ASTM C - 136 %Retenido

Tamices ASTM

Abertura mm.

Peso Retenido

Parcial

Acumulado

3/8"

9.525

0.00

0.00

0.00

100.00

1/4"

6.350

2.69

18.63

18.63

81.37

N°04

4.760

11.75

81.37

100.00

0.00

N°08

2.380

0.00

0.00

100.00

0.00

% Que Pasa

Fuente: Elaboración propia (2018) GRÁFICO N°08: Curva granulométrica muestra N° 02 perla de poliestireno.

Fuente: Elaboración propia (2018)

84

TABLA N°37: Análisis granulométrico de la muestra N° 03 de poliestireno. ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MUESTRA N° 03) SEGÚN NORMA ASTM C - 136 %Retenido

Tamices ASTM

Abertura mm.

Peso Retenido

Parcial

Acumulado

3/8"

9.525

0.00

0.00

0.00

100.00

1/4"

6.350

3.10

17.87

17.87

82.13

N°04

4.760

14.25

82.13

100.00

0.00

N°08

2.380

0.00

0.00

100.00

0.00

% Que Pasa

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°09: Curva granulométrica muestra N° 03 perla de poliestireno.

Fuente: Elaboración propia (2018)

4.1.2.5.

Módulo de fineza El análisis de módulo de fineza de la perla de poliestireno se realizó conforme la norma ASTM C-33 y NTP 400.011. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

85

TABLA N°38: Módulo de fineza de la perla de poliestireno. MODULO DE FINEZA POR TAMIZADO SEGÚN NORMA ASTM C - 33 M1

M2

M3

Tamices ASTM

% Retenido

% Ret.acum

% Retenido

% Ret.acum

% Retenido

% Ret.acum

N°04

81.54

100.00

81.37

100.00

82.13

N°08

-

100.00

-

100.00

-

N°16

-

100.00

-

100.00

-

N°30

-

100.00

-

100.00

-

N°50

-

100.00

-

100.00

-

N°100

-

100.00

-

100.00

-

6.00

-

100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 6.00

TOTAL

6.00 6.00

MOD. FINEZA

6.00

6.00

6.00

PROMEDIO

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del Módulo de fineza de la perla de poliestireno es 6.00. 4.1.2.6.

Superficie específica El análisis de superficie específica de la perla de poliestireno se realizó conforme la norma NTP 400.012. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°39: Superficie específica muestra N° 01 del poliestireno. SUPERFICIE ESPECIFICA M1 Tamices ASTM

ABERTURA (mm)

Di (cm)

Pi (%)

Pi / di

N°3/8"

9.525

1.11

0

0

N°1/4"

6.350

0.7936

18.46

23.26

N°04

4.760

0.5550

81.54

146.93

N°08

2.380

0.3555

0.00

0.00

N°16

1.190

0.1770

0.00

0.00

N°30

0.590

0.0885

0.00

0.00

FONDO

0.074

0.0111

0.00

TOTAL

0.00 170.19

Fuente: Elaboración propia (2018) Se= 0.06 x 0.017

170.19 = 603.36 cm2/g

86

TABLA N°40: Superficie específica muestra N° 02 del poliestireno. SUPERFICIE ESPECIFICA M2 Tamices ASTM

ABERTURA (mm)

Di (cm)

Pi (%)

N°3/8"

9.525

1.11

0

0

N°1/4"

6.350

0.7936

18.63

23.48

N°04

4.760

0.5550

81.37

146.61

N°08

2.380

0.3555

0.00

0.00

N°16

1.190

0.1770

0.00

0.00

N°30

0.590

0.0885

0.00

0.00

FONDO

0.074

0.0111

0.00

0.00

TOTAL

Pi / di

170.09

Fuente: Elaboración propia (2018) Se= 0.06 x 0.017

170.09 = 603.01 cm2/g

TABLA N°41: Superficie específica muestra N° 03 del poliestireno. SUPERFICIE ESPECIFICA M3 Tamices ASTM

ABERTURA (mm)

Di (cm)

Pi (%)

Pi / di

N°3/8"

9.525

1.11

0

0

N°1/4"

6.350

0.7936

17.87

22.52

N°04

4.760

0.5550

82.13

147.98

N°08

2.380

0.3555

0.00

0.00

N°16

1.190

0.1770

0.00

0.00

N°30

0.590

0.0885

0.00

0.00

FONDO

0.074

0.0111

0.00

TOTAL

0.00 170.50

Fuente: Elaboración propia (2018) Se= 0.06 x 0.017

170.50 = 604.47 cm2/g

4.1.2.7.

Material que pasa el tamiz N° 200 El ensayo de cantidad de la perla de poliestireno que pasa por el tamiz N° 200 se desarrolló según la norma ASTM C-117 y NTP 400.018. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas: 87

TABLA N°42: Material que pasa por el tamiz N° 200 perla de poliestireno MATERIAL FINO QUE PASA POR EL TAMIZ N°200 SEGÚN NORMA ASTM C - 117 N° DE ENSAYOS

M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + TARA (g)

203.28

207.56

204.47

(B) PESO DE MUESTRA LAVADA + TARA (g)

203.28

207.56

204.47

(C) PESO DE TARA (g)

158.13

164.34

162.74

(D=A-C) PESO DE MUESTRA (g)

45.15

43.22

41.73

(E=B-C) PESO DE MUESTRA LAVADA (g)

45.15

43.22

41.73

(F=D-E) PESO DEL MATERIAL FINO (g)

0.00

0.00

0.00

(F/D*100%) % QUE PASA LA MALLA N°200

0.00

0.00

0.00

PROMEDIO DE % QUE PASA MALLA N°200

0.00

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del porcentaje que pasa la malla N° 200 de la perla de poliestireno es 0.00%

4.1.3. Arcilla Expandida Se realizó los ensayos básicos para la arcilla expandida con el fin de efectuar los diseños de mezcla. La arcilla expandida fue comprada en la tienda Marley´s planet ubicada en la ciudad de Lima. GRÁFICO N°10: Muestras tomadas de la arcilla expandida.

Fuente: Elaboración propia (2018) 88

4.1.3.1.

Peso unitario suelto (PUS) El ensayo de peso unitario suelto se realizó conforme la norma ASTM C-29 y la NTP 400.017. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°43: Peso unitario suelto de la arcilla expandida. PESO UNITARIO SUELTO DE LA ARCILLA EXPANDIDA SEGÚN NORMA ASTM C - 29 DESCRIPCION

M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

7333

7325

7324

(B) PESO DE MOLDE (g)

6229

6229

6229

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

1104

1096

1095

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2114

2114

2114

(C/D) PESO UNITARIO (g/cm3)

0.522

0.518

0.518

519

PROMEDIO PESO UNITARIO (kg/m3)

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del Peso unitario suelto de la arcilla expandida es 519 kg/m3. 4.1.3.2.

Peso unitario compactado (PUC) El ensayo de peso unitario compactado se realizó conforme la norma ASTM C-29 y la NTP 400.017. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°44: Peso unitario compactado de la arcilla expandida. PESO UNITARIO COMPACTADO DE LA ARCILLA EXPANDIDA SEGÚN NORMA ASTM C - 29 M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

DESCRIPCION

7375

7388

7395

(B) PESO DE MOLDE (g)

6229

6229

6229

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

1146

1159

1166

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2114

2114

2114

(C/D) PESO UNITARIO (g/cm3)

0.542

0.548

0.552

PROMEDIO PESO UNITARIO (kg/m3)

547

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del Peso unitario compactado de la arcilla expandida es 547 kg/m3.

89

4.1.3.3.

Peso específico y absorción El ensayo de peso específico y absorción se realizó conforme la norma ASTM C-128 y la NTP 400.022. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°45: Peso específico y absorción de la arcilla expandida. GRAVEDAD ESPECIFICA Y ABSORCION DE LA ARCILLA EXPANDIDA SEGÚN NORMA ASTM C - 128 PROMEDIO

N° DE ENSAYOS

M1

M2

M3

A Peso Mat. Sat. Sup. Seco+malla (en aire)

694.83

642.42

1054.20

B Peso Mat. Sat. Sup. Seco+malla (en agua)

42.20

41.47

42.82

C Peso de malla (en aire)

73.34

72.35

73.34

D Peso de malla (en agua)

62.28

60.97

62.28

E Peso de Mat. Seco en Estufa + malla (aire)

597.65

553.18

872.95

F Peso Mat. Sat. Sup. Seco (en aire) = (A-C)

621.49

570.07

980.86

G Peso Mat. Sat. Sup. Seco (en agua)=(B-D)

-20.08

-19.50

-19.46

H Vol. Masa + Vol. de Vacio = (E-F)

641.57

589.57

1000.32

I

Peso de Mat. Seco en Estufa (105°C) = E-C

524.31

480.83

799.61

Vol. Masa = (H-(F-I))

544.39

500.33

819.07

Peso Específico de Masa (Base Seca)= (I/H)

0.817

0.816

0.799

0.811

Peso Específico de Masa (S.S.S)= (F/H)

0.969

0.967

0.981

0.972

Peso Específico Aparente= (I/J)

0.963

0.961

0.976

0.967

% de Absorción = ((F-I)/I)*100

18.53

18.56

22.67

19.92

J

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El Peso específico de la arcilla expandida es 0.811 gr/cm3 y el Porcentaje de absorción de la arcilla expandida es 19.92%.

4.1.3.4.

Análisis granulométrico El análisis granulométrico por tamizado de la arcilla expandida se realizó según la norma ASTM C-136 y NTP 400.012. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

90

TABLA N°46: Análisis granulométrico muestra N° 01 de arcilla expandida. ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MUESTRA N° 01) SEGÚN NORMA ASTM C - 136 %Retenido

Tamices ASTM

Abertura mm.

Peso Retenido

Parcial

Acumulado

3/4"

19.050

0.00

0.00

0.00

100.00

1/2"

12.700

184.23

14.77

14.77

85.23

3/8"

9.525

503.31

40.35

55.13

44.87

1/4"

6.35

542.03

43.46

98.59

1.41

N°04

4.760

7.55

0.61

99.19

0.81

N°08

2.380

2.69

0.22

99.41

0.59

N°16

1.190

0.54

0.04

99.45

0.55

N°30

0.590

0.00

0.00

99.45

0.55

% Que Pasa

N°50

0.297

0.00

0.00

99.45

0.55

N°100

0.149

0.00

0.00

99.45

0.55

N°200

0.074

0.00

0.00

99.45

0.55

6.86

0.55

Pasa N°200

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°11: Curva granulométrica muestra N° 01 arcilla expandida.

Fuente: Elaboración propia (2018)

91

TABLA N°47: Análisis granulométrico muestra N° 02 de arcilla expandida. ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MUESTRA N° 02) SEGÚN NORMA ASTM C - 136 %Retenido

Tamices ASTM

Abertura mm.

Peso Retenido

Parcial

Acumulado

3/4"

19.050

0.00

0.00

0.00

100.00

1/2"

12.700

184.23

14.75

14.75

85.25

3/8"

9.525

504.13

40.35

55.10

44.90

1/4"

6.35

543.02

43.46

98.56

1.44

N°04

4.760

8.21

0.66

99.22

0.78

N°08

2.380

2.69

0.22

99.43

0.57

N°16

1.190

0.54

0.04

99.48

0.52

N°30

0.590

0.00

0.00

99.48

0.52

% Que Pasa

N°50

0.297

0.00

0.00

99.48

0.52

N°100

0.149

0.00

0.00

99.48

0.52

N°200

0.074

0.00

0.00

99.48

0.52

6.53

0.52

Pasa N°200

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°12: Curva granulométrica muestra N° 02 arcilla expandida.

Fuente: Elaboración propia (2018)

92

TABLA N°48: Análisis granulométrico muestra N° 03 de arcilla expandida. ANALISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MUESTRA N° 03) SEGÚN NORMA ASTM C - 136 %Retenido

Tamices ASTM

Abertura mm.

Peso Retenido

Parcial

Acumulado

3/4"

19.050

0.00

0.00

0.00

100.00

1/2"

12.700

184.23

14.81

14.81

85.19

3/8"

9.525

501.43

40.32

55.13

44.87

1/4"

6.35

541.04

43.50

98.63

1.37

N°04

4.760

7.55

0.61

99.24

0.76

N°08

2.380

2.69

0.22

99.45

0.55

N°16

1.190

0.54

0.04

99.50

0.50

N°30

0.590

0.00

0.00

99.50

0.50

% Que Pasa

N°50

0.297

0.00

0.00

99.50

0.50

N°100

0.149

0.00

0.00

99.50

0.50

N°200

0.074

0.00

0.00

99.50

0.50

6.25

0.50

Pasa N°200

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°13: Curva granulométrica muestra N° 03 arcilla expandida.

Fuente: Elaboración propia (2018)

4.1.3.5.

Módulo de fineza El análisis de módulo de fineza de la arcilla expandida se realizó conforme la norma ASTM C-33 y NTP 400.011. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

93

TABLA N°49: Módulo de fineza de la arcilla expandida. MODULO DE FINEZA POR TAMIZADO SEGÚN NORMA ASTM C - 33 M1

Tamices ASTM

% Retenido

M2

% Ret.acum

M3

% Retenido

% Ret.acum

% Retenido

% Ret.acum

3/8"

40.35

55.13

40.35

55.10

40.32

55.13

N°04

0.61

99.19

0.66

99.22

0.61

99.24

N°08

0.22

99.41

0.22

99.43

0.22

99.45

N°16

0.04

99.45

0.04

99.48

0.04

N°30

0.00

99.45

0.00

99.48

0.00

N°50

0.00

99.45

0.00

99.48

0.00

N°100

0.00

99.45

0.00

99.48

0.00

99.50 99.50 99.50 99.50 6.52

TOTAL

6.52

6.52 6.52

6.52

MOD. FINEZA

6.52

6.52

PROMEDIO

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del Módulo de fineza de la arcilla expandida es 6.52. 4.1.3.6.

Superficie específica El análisis de superficie específica de la arcilla expandida se realizó conforme la norma NTP 400.012. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

TABLA N°50: Superficie específica muestra N° 01 de la arcilla expandida. SUPERFICIE ESPECIFICA M1 Tamices ASTM

ABERTURA (mm)

Di (cm)

Pi (%)

Pi / di

3/4"

19.050

2.2000

0.00

0.00

1/2"

12.700

1.5750

14.77

9.38

3/8"

9.525

1.1000

40.35

36.69

1/4"

6.35

0.7938

43.46

54.75

N°4

4.760

0.5550

0.61

1.09

N°8

2.380

0.3570

0.22

0.60

N°16

1.190

0.1790

0.04

0.24

TOTAL

102.75

Fuente: Elaboración propia (2018) Se= 0.06 x 0.811

102.75 =

7.60 cm2/g

94

TABLA N°51: Superficie específica muestra N° 02 de la arcilla expandida. SUPERFICIE ESPECIFICA M2 Tamices ASTM

ABERTURA (mm)

Di (cm)

Pi (%)

Pi / di

3/4"

19.050

1/2"

12.700

2.2000

0.00

0.00

1.5750

14.75

9.36

3/8"

9.525

1.1000

40.35

36.68

1/4"

6.35

0.7938

43.46

54.75

N°4

4.760

0.5550

0.66

1.18

N°8

2.380

0.3570

0.22

0.62

N°16

1.190

0.1790

0.04

0.22

TOTAL

102.82

Fuente: Elaboración propia (2018) Se= 0.06 x 0.811

102.82 =

7.61 cm2/g

TABLA N°52: Superficie específica muestra N° 03 de la arcilla expandida. SUPERFICIE ESPECIFICA M3 Tamices ASTM

ABERTURA (mm)

Di (cm)

Pi (%)

Pi / di

3/4"

19.050

2.2000

0.00

0.00

1/2"

12.700

1.5750

14.81

9.40

3/8"

9.525

1.1000

40.32

36.65

1/4"

6.35

0.7938

43.50

54.80

N°4

4.760

0.5550

0.61

1.09

N°8

2.380

0.3570

0.22

0.62

N°16

1.190

0.1790

0.04

TOTAL

0.22 102.79

Fuente: Elaboración propia (2018) Se= 0.06 x 0.811

102.79 =

7.61 cm2/g

4.1.3.7.

Material que pasa el tamiz N° 200 El ensayo de cantidad de la arcilla expandida que pasa por el tamiz N° 200 se desarrolló según la norma ASTM C-117 y NTP 400.018. En el presente cuadro se pueden observar los resultados de las pruebas realizadas:

95

TABLA N°53: Material que pasa por el tamiz N° 200 de la arcilla expandida. MATERIAL QUE PASA POR EL TAMIZ N°200 SEGÚN NORMA ASTM C - 117 N° DE ENSAYOS

M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + TARA (g)

732.53

773.47

753.18

(B) PESO DE MUESTRA LAVADA + TARA (g)

731.42

772.47

751.95

(C) PESO DE TARA (g)

181.68

215.49

164.34

(D=A-C) PESO DE MUESTRA (g)

550.85

557.98

588.84

(E=B-C) PESO DE MUESTRA LAVADA (g)

549.74

556.98

587.61

(F=D-E) PESO DEL MATERIAL FINO (g)

1.11

1.00

1.23

(F/D*100%) % QUE PASA LA MALLA N°200

0.20

0.18

0.21

0.20

PROMEDIO DE % QUE PASA MALLA N°200

Fuente: Elaboración propia (2018) Resultado: El promedio del porcentaje que pasa la malla N° 200 de la arcilla expandida es 0.20% 4.2.

FASE EXPLORATORIA

4.2.1. Diseño de Mezclas Se realizaron 9 diseños de mezclas con relaciones agua/cemento 0.45 y 0.40 utilizando aditivos como incorporador de aire (Eucocell 1000) y aditivo reductor de agua y superplastificante (Neoplast 8500 HP) de la marca QSI para poder comparar sus propiedades físicas y mecánicas; eligiendo los diseños de mezclas más optimas que cumplan con la Categorización de los concretos livianos propuestas por el “Portland Cement Association” como se muestra en el Tabla N° 54 Se incluirá el peso unitario, rendimiento y aire atrapado según norma ASTM C-138 y respectivas correcciones. TABLA N°54: Categorización de los concretos livianos CATEGORIZACIÓN DE LOS CONCRETOS LIVIANOS Diseño Meta

Densidad (Kg/m3)

Resistencia a la Compresión (Mpa)

Categoría

A

Menor a 1000

Menor a 5

Espuma de concreto

B

1000-1800

5 - 17

Concreto liviano no estructural

C

1800-2100

Mayor a 17

Concreto estructural de baja densidad

Fuente: Elaboración con conceptos de “Portland Cement Association” 4.2.1.1.

Espuma de concreto Se propusieron 3 ensayos de diseños de mezcla utilizando materiales como agregado fino, perlas de poliestireno y aditivos. Se tomará el que cumpla con las características óptimas.

96

Espuma de concreto - ESP01 TABLA N°55: Diseño de espuma de concreto – ESP01.

ESPUMA DE CONCRETO - ESP01

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON PERLAS DE POLIESTIRENO MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 15.11

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 18.18

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

110/0.45 = 244.44 35%

244.44 244.44

A.Fino

x x

110 0.45 /42.5 = 5.75 24 65% P.Poliestireno 0.006 0.025 0.006 = 1.467 0.025 = 6.111

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 244.44 / 3150 110 / 1000 - (0.001 + 0.006) 24.00 / 100 1.47 / 1100 6.11 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Perla de Poliestireno

35% 65%

1.000 0.200 0.372

x x

0.428 2631 17

= = = = =

0.078 0.103 0.240 0.001 0.006 0.428

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.572 527.09 6.33

m3 Kg Kg

: : : : : :

244.44 102.85 527.09 6.33 1.467 6.111

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

97

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.Polies.

527.09 6.33

x x

1.1511 1.000

= =

606.737 6.33

Kg/m3 Kg/m3

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.Polies.

15.11 0.00

-

0.37 0.00

= =

14.74 0.00

% %

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.Polies.

527.09 6.33

x x

0.1474 0

= =

77.7 0 77.7

Lts Lts

Agua Efectiva de Diseño

102.85

-

77.7

=

25.15

Lts

244.44 25.15 606.7 6.33 1.467 6.111

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

244.44 606.7 6.33 0.10

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.48

244.44 244.44 244.44 42.50

= = = = AG 0.03

1.00 2.48 0.03 4.25 Agua 4.25

Lts/m3

1621.90 11.00

Kg/m3 Kg/m3

Agua 4.25

Lts/m3

42.5 105.5 1.1 4.3 0.255 1.063

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Polestireno DOSIFICACION EN VOLUMEN

C 1

= = AF 2.27

AG 4.06

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

98

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.45

CON ADITIVO

ESP01

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

PESO 244.40 kg 529.09 kg 6.30 kg 102.85 kg 1.47 kg 6.11 kg 890.21 kg

: :

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.07759 m3 0.20034 m3 0.37207 m3 0.10285 m3 0.00133 m3 0.00582 m3 0.760 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

890.21 kg 0.760 m3

=

1171.33

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

5030

5028

5027

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

2142

2140

2139

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

0.758

0.757

0.757

0.75710 757.10

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

890.21 kg.

=

1.17581 m3

=

1.176

=

207.86 kg/m3

=

4.89 bolsas/m3

X 100

=

35.4%

757.103333 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

1.17581 m3 1m3

CONTENIDO DE CEMENTO

=

244.4 m3. 1.17581 m3

REAL

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO (MÉTODO VOLUMÉTRICO)

=

1171.33 - 757.1 1171.33

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DE CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

PESO 207.857 kg 449.98 kg 5.36 kg 87.47 lts. 1.25 kg 5.20 kg 0.00 757.10 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.066 m3 0.170 m3 0.316 m3 0.087 m3 0.00113 m3 0.00495 m3 0.354 m3 1.0000 m3

99

GRÁFICO N°14: Composición por peso de un metro cúbico de la ESP01.

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°15: Composición por volumen de un metro cúbico de la ESP01.

Fuente: Elaboración propia (2018)

100

Espuma de concreto - ESP02 TABLA N°56: Diseño de espuma de concreto – ESP02

ESPUMA DE CONCRETO - ESP02

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON PERLAS DE POLIESTIRENO MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 13.46

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 18.18

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

120/0.45 = 266.70 40%

266.70 266.70

A.Fino

x x

120 0.45 /42.5 = 6.28 24 60% P.Poliestireno 0.006 0.005 0.006 = 1.6002 0.005 = 1.3335

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 266.70 / 3150 120 / 1000 - (0.001 + 0.001) 24.00 / 100 1.60 / 1100 1.33 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Perla de Poliestireno

40% 60%

1.000 0.222 0.333

x x

0.445 2631 17

= = = = =

0.085 0.117 0.240 0.001 0.001 0.445

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.555 584.4 5.66

m3 Kg Kg

: : : : : :

266.70 117.28 584.43 5.66 1.600 1.334

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

101

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.Polies.

584.43 5.66

x x

1.1346 1.000

= =

663.096 5.66

Kg/m3 Kg/m3

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.Polies.

13.46 0.00

-

0.37 0.00

= =

13.09 0.00

% %

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.Polies.

584.43 5.66

x x

0.1309 0

= =

76.5 0 76.5

Lts Lts

Agua Efectiva de Diseño

117.28

-

76.5

=

40.77

Lts

266.70 40.77 663.1 5.66 1.600 1.334

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

266.70 663.1 5.66 0.15

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.49

266.70 266.70 266.70 42.50

= = = = AG 0.02

1.00 2.49 0.02 6.38 Agua 6.38

Lts/m3

1598.65 11.00

Kg/m3 Kg/m3

Agua 6.38

Lts/m3

42.5 105.7 0.9 6.4 0.255 0.213

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Polestireno DOSIFICACION EN VOLUMEN

C 1

= = AF 2.32

AG 2.70

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

102

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.45

CON ADITIVO

ESP02

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

PESO 266.70 kg 586.63 kg 5.64 kg 117.28 kg 1.60 kg 1.33 kg 979.17 kg

: :

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.08467 m3 0.22213 m3 0.33320 m3 0.11728 m3 0.00145 m3 0.00127 m3 0.760 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

979.17 kg 0.760 m3

=

1288.38

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

5247

5249

5253

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

2359

2361

2365

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

0.834

0.835

0.837

0.83540 835.40

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

979.17 kg.

=

1.172102 m3

=

1.172

=

227.54 kg/m3

=

5.35 bolsas/m3

X 100

=

35.2%

835.396667 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

1.172102 m3 1m3

REAL

266.7 m3. 1.172102 m3

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (MÉTODO VOLUMÉTRICO)

1288.38 - 835.4 1288.38

CONTENIDO DE CEMENTO

=

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

PESO 227.54 kg 500.49 kg 4.81 kg 100.06 lts. 1.37 kg 1.14 kg 0.00 835.40 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.072 m3 0.190 m3 0.284 m3 0.100 m3 0.00124 m3 0.00108 m3 0.352 m3 1.0000 m3

103

GRÁFICO N°16: Composición por peso de un metro cúbico de la ESP02.

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°17: Composición por volumen de un metro cúbico ESP02.

Fuente: Elaboración propia (2018)

104

Espuma de concreto - ESP03 TABLA N°57: Diseño de espuma de concreto – ESP03

ESPUMA DE CONCRETO - ESP03

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON PERLAS DE POLIESTIRENO MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 13.48

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 18.18

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

140/0.40 = 350.00 55%

350.00 350.00

A.Fino

x x

140 0.40 /42.5 = 8.24 22 45% P.Poliestireno 0.006 0.0002 0.006 = 2.1000 0.0002 = 0.0700

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 350.00 / 3150 140 / 1000 - (0.002 + 0.0001) 22.00 / 100 2.10 / 1100 0.07 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Perla de Poliestireno

55% 45%

1.000 0.291 0.238

x x

0.471 2631 17

= = = = =

0.111 0.138 0.220 0.002 0.0001 0.471

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.529 765.3 4.0

m3 Kg Kg

: : : : : :

350.0 138.0 765.3 4.0 2.100 0.070

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

105

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.Polies.

765.33 4.05

x x

1.1348 1.000

= =

868.495 4.05

Kg/m3 Kg/m3

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.Polies.

13.48 0.00

-

0.37 0.00

= =

13.11 0.00

% %

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.Polies.

765.33 4.05

x x

0.1311 0

= =

100.3 0 100.3

Lts Lts

Agua Efectiva de Diseño

138.02

-

100.3

=

37.69

Lts

350.00 37.69 868.5 4.05 2.100 0.070

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

350.00 868.5 4.05 0.11

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.48

350.00 350.00 350.00 42.50

= = = = AG 0.01

1.00 2.48 0.01 4.68 Agua 4.68

Lts/m3

1598.93 11.00

Kg/m3 Kg/m3

Agua 4.68

Lts/m3

42.5 105.5 0.5 4.7 0.255 0.009

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Polestireno DOSIFICACION EN VOLUMEN

C 1

= = AF 2.31

AG 1.35

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

106

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.40

CON ADITIVO

ESP03

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*)

PESO 350.00 kg 768.20 kg 4.03 kg 138.02 kg 2.10 kg 0.07 kg 1262.42 kg

: :

PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.11111 m3 0.29089 m3 0.23800 m3 0.13802 m3 0.00191 m3 0.00007 m3 0.780 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

1262.42 kg 0.780 m3

=

1618.49

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

5360

5362

5361

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

2472

2474

2473

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

0.874

0.875

0.875

0.87478 874.78

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

1262.42 kg.

=

1.443129 m3

=

1.443

=

242.53 kg/m3

=

5.71 bolsas/m3

X 100

=

45.95%

874.78 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

1.443129 m3 1m3

REAL

350 m3. 1.443129 m3

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO = (MÉTODO VOLUMÉTRICO)

1618.49 - 874.78 1618.49

CONTENIDO DE CEMENTO

=

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL

PESO CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

242.53 kg 532.32 kg 2.79 kg 95.64 lts. 1.46 kg 0.05 kg 0.00 874.78 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.077 m3 0.202 m3 0.165 m3 0.096 m3 0.00132 m3 0.00005 m3 0.4595 m3 1.0000 m3

107

GRÁFICO N°18: Composición por peso de un metro cúbico ESP03.

Fuente: Elaboración propia (2018) GRÁFICO N°19: Composición por volumen de un metro cúbico ESP03.

Fuente: Elaboración propia (2018) 4.2.1.2.

Concreto liviano no estructural Se propusieron 3 ensayos de diseños de mezcla utilizando

materiales como agregado fino, perlas de poliestireno y aditivos. Se tomará el que cumpla con las características óptimas. 108

Concreto liviano no estructural - CL01 TABLA N°58: Diseño concreto liviano no estructural – CL01.

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL - CL01

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON PERLAS DE POLIESTIRENO MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 13.89

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 18.18

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

150/0.40 = 375.00 60%

375.00 375.00

A.Fino

x x

150 0.40 /42.5 = 8.82 25 40% P.Poliestireno 0.006 0.001 0.006 = 2.2500 0.001 = 0.3750

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 375.00 / 3150 150 / 1000 - (0.002 + 0.0004) 25.00 / 100 2.25 / 1100 0.38 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Perla de Poliestireno

60% 40%

1.000 0.289 0.192

x x

0.519 2631 17

= = = = =

0.119 0.148 0.250 0.002 0.0004 0.519

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.481 759.2 3.3

m3 Kg Kg

: : : : : :

375.0 147.6 759.2 3.3 2.250 0.375

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

109

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.Polies.

759.23 3.27

x x

1.1389 1.000

= =

864.687 3.27

Kg/m3 Kg/m3

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.Polies.

13.89 0.00

-

0.37 0.00

= =

13.52 0.00

% %

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.Polies.

759.23 3.27

x x

0.1352 0

= =

102.6 0 102.6

Lts Lts

Agua Efectiva de Diseño

147.60

-

102.6

=

44.95

Lts

375.00 44.95 864.7 3.27 2.250 0.375

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

375.00 864.7 3.27 0.12

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.31

375.00 375.00 375.00 42.50

= = = = AG 0.01

1.00 2.31 0.01 5.10 Agua 5.10

Lts/m3

1604.71 11.00

Kg/m3 Kg/m3

Agua 5.10

Lts/m3

42.5 98 0.4 5.1 0.255 0.043

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Polestireno DOSIFICACION EN VOLUMEN

C 1

= = AF 2.14

AG 1.35

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

110

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.40

CON ADITIVO

CL01

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*)

PESO 375.00 kg 762.08 kg 3.26 kg 147.60 kg 2.25 kg 0.38 kg 1290.56 kg

: :

PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.11905 m3 0.28857 m3 0.19238 m3 0.14760 m3 0.00205 m3 0.00036 m3 0.750 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

1290.56 kg 0.750 m3

=

1720.75

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

5866

5861

5867

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

2978

2973

2979

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.053

1.052

1.054

1.05294 1052.94

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

1290.56 kg.

=

1.225673 m3

=

1.226

=

305.95 kg/m3

=

7.2 bolsas/m3

X 100

=

38.81%

1052.94 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

1.225673 m3 1m3

REAL

375 m3. 1.225673 m3

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (MÉTODO VOLUMÉTRICO)

1720.75 - 1052.94 1720.75

CONTENIDO DE CEMENTO

=

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL

PESO CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

305.95 kg 621.77 kg 2.66 kg 120.42 lts. 1.84 kg 0.31 kg 0.00 1052.94 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.097 m3 0.235 m3 0.157 m3 0.120 m3 0.00167 m3 0.00029 m3 0.388 m3 1.0000 m3

111

GRÁFICO N°20: Composición por peso de un metro cúbico de la CL01.

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°21: Composición por volumen de un metro cúbico de la CL01.

Fuente: Elaboración propia (2018) 112

Concreto liviano no estructural - CL02 TABLA N°59: Diseño concreto liviano no estructural – CL02.

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL - CL02

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON PERLAS DE POLIESTIRENO MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 11.52

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 18.18

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

150/0.40 = 375.00 60%

375.00 375.00

A.Fino

x x

150 0.40 /42.5 = 8.82 14 40% P.Poliestireno 0.006 0.0002 0.006 = 2.2500 0.0002 = 0.0750

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 375.00 / 3150 150 / 1000 - (0.002 + 0.0001) 14.00 / 100 2.25 / 1100 0.08 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Perla de Poliestireno

60% 40%

1.000 0.355 0.236

x x

0.409 2631 17

= = = = =

0.119 0.148 0.140 0.002 0.0001 0.409

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.591 932.9 4.0

m3 Kg Kg

: : : : : :

375.0 147.9 932.9 4.0 2.250 0.075

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

113

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.Polies.

932.88 4.02

x x

1.1152 1.000

= =

1040.344 Kg/m3 4.02 Kg/m3

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.Polies.

11.52 0.00

-

0.37 0.00

= =

11.15 0.00

% %

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.Polies.

932.88 4.02

x x

0.1115 0

= =

104.0 0 104.0

Lts Lts

Agua Efectiva de Diseño

147.88

-

104.0

=

43.87

Lts

375.00 43.87 1040.3 4.02 2.250 0.075

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

375.00 1040.3 4.02 0.12

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.77

375.00 375.00 375.00 42.50

= = = = AG 0.01

1.00 2.77 0.01 5.10 Agua 5.10

Lts/m3

1571.32 11.00

Kg/m3 Kg/m3

Agua 5.10

Lts/m3

42.5 118 0.5 5.1 0.255 0.009

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Polestireno DOSIFICACION EN VOLUMEN

C 1

= = AF 2.62

AG 1.35

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

114

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.40

CON ADITIVO

CL02

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*)

PESO 375.00 kg 936.38 kg 4.00 kg 147.88 kg 2.25 kg 0.08 kg 1465.59 kg

: :

PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.11905 m3 0.35457 m3 0.23638 m3 0.14788 m3 0.00205 m3 0.00007 m3 0.860 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

1465.59 kg 0.860 m3

=

1704.18

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

6796

6793

6790

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

3908

3905

3902

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.382

1.381

1.380

1.38132 1381.32

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

1465.59 kg.

=

1.061007 m3

=

1.061

=

353.44 kg/m3

=

8.32 bolsas/m3

X 100

=

18.95%

1381.32 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

1.061007 m3 1m3

REAL

375 m3. 1.061007 m3

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (MÉTODO VOLUMÉTRICO)

1704.18 - 1381.32 1704.18

CONTENIDO DE CEMENTO

=

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL

PESO CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

353.44 kg 882.54 kg 3.77 kg 139.38 lts. 2.12 kg 0.07 kg 0.00 1381.32 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.112 m3 0.334 m3 0.223 m3 0.139 m3 0.00193 m3 0.00007 m3 0.189 m3 1.0000 m3

115

GRÁFICO N°22: Composición por peso de un metro cúbico de la CL02.

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°23: Composición por volumen de un metro cúbico de la CL02.

Fuente: Elaboración propia (2018)

116

Concreto liviano no estructural - CL03 TABLA N°60: Diseño concreto liviano no estructural – CL03.

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL - CL03

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON PERLAS DE POLIESTIRENO MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 13.47

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 18.18

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

160/0.40 = 400.00 60%

400.00 400.00

A.Fino

x x

160 0.40 /42.5 = 9.41 20 40% P.Poliestireno 0.006 0.0001 0.006 = 2.4000 0.0001 = 0.0400

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 400.00 / 3150 160 / 1000 - (0.002 + 0.00004) 20.00 / 100 2.40 / 1100 0.04 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Perla de Poliestireno

60% 40%

1.000 0.308 0.205

x x

0.487 2631 17

= = = = =

0.127 0.158 0.200 0.002 0.00004 0.487

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.513 809.8 3.5

m3 Kg Kg

: : : : : :

400.0 157.8 809.8 3.5 2.400 0.040

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

117

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.Polies.

809.85 3.49

x x

1.1347 1.000

= =

918.935 3.49

Kg/m3 Kg/m3

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.Polies.

13.47 0.00

-

0.37 0.00

= =

13.1 0.00

% %

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.Polies.

809.85 3.49

x x

0.131 0

= =

106.1 0 106.1

Lts Lts

Agua Efectiva de Diseño

157.78

-

106.1

=

51.69

Lts

400.00 51.69 918.9 3.49 2.400 0.040

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

400.00 918.9 3.49 0.13

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.30

400.00 400.00 400.00 42.50

= = = = AG 0.01

1.00 2.30 0.01 5.53 Agua 5.53

Lts/m3

1598.79 11.00

Kg/m3 Kg/m3

Agua 5.53

Lts/m3

42.5 98 0.4 5.5 0.255 0.004

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Polestireno DOSIFICACION EN VOLUMEN

C 1

= = AF 2.14

AG 1.35

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

118

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.40

CON ADITIVO

CL03

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*)

PESO 400.00 kg 812.89 kg 3.49 kg 157.78 kg 2.40 kg 0.04 kg 1376.60 kg

: :

PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.12698 m3 0.30781 m3 0.20597 m3 0.15778 m3 0.00218 m3 0.00004 m3 0.801 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

1376.60 kg 0.801 m3

=

1719.12

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

7085

7080

7089

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

4197

4192

4201

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.485

1.483

1.486

1.48449 1484.49

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

1376.6 kg.

=

0.92732 m3

=

0.927

=

431.35 kg/m3

=

10.15 bolsas/m3

X 100

=

13.65%

1484.493333 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

0.92732 m3 1m3

CONTENIDO DE CEMENTO

=

REAL

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (MÉTODO VOLUMÉTRICO)

400 m3. 0.92732 m3 1719.12 - 1484.49 1719.12

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL

PESO CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

431.35 kg 876.60 kg 3.76 kg 170.15 lts. 2.59 kg 0.04 kg 0.00 1484.49 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.137 m3 0.332 m3 0.222 m3 0.170 m3 0.00235 m3 0.00004 m3 0.136 m3 1.0000 m3

119

GRÁFICO N°24: Composición por peso de un metro cúbico de la CL03.

Fuente: Elaboración propia (2018) GRÁFICO N°25: Composición por volumen de un metro cúbico de la CL03.

Fuente: Elaboración propia (2018) 4.2.1.3.

Concreto estructural de baja densidad

Se propusieron 3 ensayos de diseños de mezcla utilizando materiales como agregado fino, arcilla expandida y aditivos. Se tomará el que cumpla con las características óptimas. 120

Concreto estructural de baja densidad - CE01 TABLA N°61: Diseño concreto estructural de baja densidad – CE01.

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD - CE01

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON ARCILLA EXPANDIDA MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 6.83

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 15.90

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

160/0.40 = 400.00 60%

400.00 400.00

A.Fino

x x

160 0.40 /42.5 = 9.41 20 40% Arcilla Expandida 0.006 0.0005 0.006 = 2.4000 0.0005 = 0.2000

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 400.00 / 3150 160 / 1000 - (0.002 + 0.0002) 20.00 / 100 2.40 / 1100 0.20 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Arcilla Expandida

60% 40%

1.000 0.308 0.205

x x

0.487 2631 811

= = = = =

0.127 0.158 0.200 0.002 0.0002 0.487

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.513 809.8 166.42

m3 Kg Kg

: : : : : :

400.00 157.63 809.85 166.42 2.400 0.200

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Arcilla Expandida Aditivo 01 Aditivo 02

121

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.expandida

809.85 166.42

x x

1.0683 1.159

= =

865.161 192.88

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.expandida

6.83 15.90

-

0.37 19.92

= =

6.46 -4.02

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.expandida

809.85 166.42

x x

0.0646 -0.04

= =

Agua Efectiva de Diseño

157.63

-

45.6

=

Kg/m3 Kg/m3 % %

52.3 Lts -6.6901671 Lts 45.6 112.00

Lts

= = = = = =

400.00 112.00 865.2 192.88 2.400 0.200

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

= = = =

1.00 2.16 0.48 11.90

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD Cemento Agua Agregado Fino Arcilla Expandida Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

400.00 865.2 192.88 0.28

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.16

400.00 400.00 400.00 42.50

AG 0.48

Agua 11.90

Lts/m3

1505.23 601.52

Kg/m3 Kg/m3

Agua 11.90

Lts/m3

42.5 91.9 20.5 11.9 0.255 0.021

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Expandida DOSIFICACION EN VOLUMEN

= = C 1

AF 2.13

AG 1.19

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

122

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.40

CON ADITIVO

CE01

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*)

PESO 400.00 kg 812.89 kg 199.50 kg 157.63 kg 2.40 kg 0.20 kg 1572.62 kg

: :

ARCILLA EXPANDIDA (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.12698 m3 0.30781 m3 0.20524 m3 0.15763 m3 0.00218 m3 0.00019 m3 0.800 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

1572.62 kg 0.800 m3

=

1965.70

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

6594

6599

6583

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

3706

3711

3695

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.311

1.313

1.307

1.31022 1310.22

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

1572.62 kg.

=

1.200269 m3

=

1.200

=

333.26 kg/m3

=

7.84 bolsas/m3

X 100

=

33.35%

1310.223333 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

1.200269 m3 1m3

REAL

400 m3. 1.200269 m3

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (MÉTODO VOLUMÉTRICO)

1965.7 - 1310.22 1965.70

CONTENIDO DE CEMENTO

=

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) ARCILLA EXPANDIDA (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

PESO 333.26 kg 677.26 kg 166.22 kg 131.33 lts. 2.00 kg 0.17 kg 0.00 1310.22 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.106 m3 0.256 m3 0.171 m3 0.131 m3 0.00182 m3 0.00016 m3 0.333 m3 1.0000 m3

123

GRÁFICO N°26: Composición por peso de un metro cúbico de la CE01.

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°27: Composición por volumen de un metro cúbico de la CE01.

Fuente: Elaboración propia (2018)

124

Concreto estructural de baja densidad - CE02 TABLA N°62: Diseño concreto estructural de baja densidad – CE02.

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD - CE02

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON ARCILLA EXPANDIDA MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 13.67

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 17.51

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

160/0.40 = 400.00 60%

400.00 400.00

A.Fino

x x

160 0.40 /42.5 = 9.41 20 40% Arcilla Expandida 0.006 0.0002 0.006 = 2.4000 0.0002 = 0.0800

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 400.00 / 3150 160 / 1000 - (0.002 + 0.0001) 20.00 / 100 2.40 / 1100 0.08 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Arcilla Expandida

60% 40%

1.000 0.308 0.205

x x

0.487 2631 811

= = = = =

0.127 0.158 0.200 0.002 0.0001 0.487

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.513 809.8 166.42

m3 Kg Kg

: : : : : :

400.00 157.74 809.85 166.42 2.400 0.080

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Arcilla Expandida Aditivo 01 Aditivo 02

125

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.expandida

809.85 166.42

x x

1.1367 1.175

= =

920.554 195.56

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.expandida

13.67 17.51

-

0.37 19.92

= =

13.3 -2.41

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.expandida

809.85 166.42

x x

0.133 -0.024

= =

Agua Efectiva de Diseño

157.74

-

103.7

=

Kg/m3 Kg/m3 % %

107.7 Lts -4.0107718 Lts 103.7 54.04

Lts

400.00 54.04 920.6 195.56 2.400 0.080

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Arcilla Expandida Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

400.00 920.6 195.56 0.14

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.30

400.00 400.00 400.00 42.50

= = = = AG 0.49

1.00 2.30 0.49 5.95 Agua 5.95

Lts/m3

1601.61 609.88

Kg/m3 Kg/m3

Agua 5.95

Lts/m3

42.5 97.8 20.8 6.0 0.255 0.009

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Expandida DOSIFICACION EN VOLUMEN

= = C 1

AF 2.14

AG 1.20

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

126

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.40

CON ADITIVO

CE02

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*)

PESO 400.00 kg 812.89 kg 199.50 kg 157.74 kg 2.40 kg 0.08 kg 1572.61 kg

: :

ARCILLA EXPANDIDA (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.12698 m3 0.30781 m3 0.20524 m3 0.15774 m3 0.00218 m3 0.00008 m3 0.800 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

1572.61 kg 0.800 m3

=

1965.69

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

7383

7391

7377

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

4495

4503

4489

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.590

1.593

1.588

1.59026 1590.26

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

1572.61 kg.

=

0.988903 m3

=

0.989

=

404.49 kg/m3

=

9.52 bolsas/m3

X 100

=

19.1%

1590.256667 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

0.988903 m3 1m3

REAL

400 m3. 0.988903 m3

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (MÉTODO VOLUMÉTRICO)

1965.69 - 1590.26 1965.69

CONTENIDO DE CEMENTO

=

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) ARCILLA EXPANDIDA (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

PESO 404.49 kg 822.01 kg 201.74 kg 159.51 lts. 2.43 kg 0.08 kg 0.00 1590.26 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.128 m3 0.311 m3 0.208 m3 0.160 m3 0.00221 m3 0.00008 m3 0.191 m3 1.0000 m3

127

GRÁFICO N°28: Composición por peso de un metro cúbico de la CE02.

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°29: Composición por volumen de un metro cúbico de la CE02.

Fuente: Elaboración propia (2018) 128

Concreto estructural de baja densidad - CE03 TABLA N°63: Diseño concreto estructural de baja densidad – CE03.

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD - CE03

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON ARCILLA EXPANDIDA MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 13.01

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 16.88

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

160/0.40 = 400.00 60%

400.00 400.00

A.Fino

x x

160 0.40 /42.5 = 9.41 20 40% Arcilla Expandida 0.006 0.0001 0.006 = 2.4000 0.0001 = 0.0400

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 400.00 / 3150 160 / 1000 - (0.002 + 0.00004) 20.00 / 100 2.40 / 1100 0.04 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Arcilla Expandida

60% 40%

1.000 0.308 0.205

x x

0.487 2631 811

= = = = =

0.127 0.158 0.200 0.002 0.00004 0.487

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.513 809.8 166.42

m3 Kg Kg

: : : : : :

400.00 157.78 809.85 166.42 2.400 0.040

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Arcilla Expandida Aditivo 01 Aditivo 02

129

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.expandida

809.85 166.42

x x

1.1301 1.169

= =

915.209 194.51

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.expandida

13.01 16.88

-

0.37 19.92

= =

12.64 -3.04

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.expandida

809.85 166.42

x x

0.1264 -0.03

= =

Agua Efectiva de Diseño

157.78

-

97.3

=

Kg/m3 Kg/m3 % %

102.4 Lts -5.0592308 Lts 97.3 60.47

Lts

400.00 60.47 915.2 194.51 2.400 0.040

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Arcilla Expandida Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

400.00 915.2 194.51 0.15

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.29

400.00 400.00 400.00 42.50

= = = = AG 0.49

1.00 2.29 0.49 6.38 Agua 6.38

Lts/m3

1592.31 606.61

Kg/m3 Kg/m3

Agua 6.38

Lts/m3

42.5 97.2 20.7 6.4 0.255 0.004

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Expandida DOSIFICACION EN VOLUMEN

= = C 1

AF 2.14

AG 1.20

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

130

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.40

CON ADITIVO

CE03

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*)

PESO 400.00 kg 812.89 kg 199.50 kg 157.78 kg 2.40 kg 0.04 kg 1572.61 kg

: :

ARCILLA EXPANDIDA (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.12698 m3 0.30781 m3 0.20524 m3 0.15778 m3 0.00218 m3 0.00004 m3 0.800 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

1572.61 kg 0.800 m3

=

1965.69

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

7517

7522

7512

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

4629

4634

4624

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.637

1.639

1.636

1.63742 1637.42

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

1572.61 kg.

=

0.960417 m3

=

0.960

=

416.49 kg/m3

=

9.8 bolsas/m3

X 100

=

16.7%

1637.423333 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

0.960417 m3 1m3

REAL

400 m3. 0.960417 m3

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (Método Volumétrico)

1965.69 - 1637.42 1965.69

CONTENIDO DE CEMENTO

=

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) ARCILLA EXPANDIDA (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

PESO 416.49 kg 846.39 kg 207.73 kg 164.28 lts. 2.50 kg 0.04 kg 0.00 1637.43 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.132 m3 0.320 m3 0.214 m3 0.164 m3 0.00227 m3 0.00004 m3 0.167 m3 1.0000 m3

131

GRÁFICO N°30: Composición por peso de un metro cúbico de la CE03.

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°31: Composición por volumen de un metro cúbico de la CE03.

Fuente: Elaboración propia (2018) 132

4.2.2. Resistencia a la compresión Los ensayos de resistencia a la compresión se realizaron de acuerdo a la norma ASTM C-39. Se utilizó probetas de 4” x 8”, de plástico y marca Forney. Se rompieron 8 probetas por cada edad de 7, 14 y 28 días. En los siguientes cuadros se mostrarán los resultados de las roturas con respectivas desviaciones estándar y coeficientes de variación. 4.2.2.1.

Espuma de concreto Espuma de concreto - ESP01 TABLA N°64: Cuadro de resistencia a la compresión-ESP01

FASE EXPLORATORIA RESISTENCIA A LA COMPRESION ESPUMA DE CONCRETO - ESP01 EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 10 77% 14 11 85% 28 13 100%

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°32: Gráfico de resistencia vs día de curado – ESP01

| Fuente: Elaboración propia (2018) 133

Espuma de concreto - ESP02

TABLA N°65: Cuadro de resistencia a la compresión-ESP02

FASE EXPLORATORIA RESISTENCIA A LA COMPRESION ESPUMA DE CONCRETO - ESP02 EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 25 78% 14 26 81% 28 32 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°33: Gráfico de resistencia vs día de curado – ESP02

Fuente: Elaboración propia (2018)

134

Espuma de concreto - ESP03

TABLA N°66: Cuadro de resistencia a la compresión-ESP03

FASE EXPLORATORIA RESISTENCIA A LA COMPRESION ESPUMA DE CONCRETO - ESP03 EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 26 79% 14 27 82% 28 33 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°34: Gráfico de resistencia vs día de curado – ESP03

Fuente: Elaboración propia (2018)

135

4.2.2.2.

Concreto liviano no estructural Concreto liviano no estructural - CL01 TABLA N°67: Cuadro de resistencia a la compresión – CL01

FASE EXPLORATORIA RESISTENCIA A LA COMPRESION CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL - CL01 EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 44 70% 14 56 89% 28 63 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°35: Gráfico de resistencia vs día de curado – CL01

Fuente: Elaboración propia (2018)

136

Concreto liviano no estructural - CL02

TABLA N°68: Cuadro de resistencia a la compresión – CL02

FASE EXPLORATORIA RESISTENCIA A LA COMPRESION CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL - CL02 EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 135 91% 14 142 95% 28 149 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°36: Gráfico de resistencia vs día de curado – CL02

Fuente: Elaboración propia (2018)

137

Concreto liviano no estructural - CL03

TABLA N°69: Cuadro de resistencia a la compresión – CL03

FASE EXPLORATORIA RESISTENCIA A LA COMPRESION CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL - CL03 EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 156 89% 14 163 93% 28 175 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°37: Gráfico de resistencia vs día de curado – CL03

Fuente: Elaboración propia (2018)

138

4.2.2.3.

Concreto estructural de baja densidad Concreto estructural de baja densidad - CE01 TABLA N°70: Cuadro de resistencia a la compresión – CE01

FASE EXPLORATORIA RESISTENCIA A LA COMPRESION CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD - CE01 EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 109 87% 14 119 95% 28 125 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°38: Gráfico de resistencia vs día de curado – CE01

Fuente: Elaboración propia (2018)

139

Concreto estructural de baja densidad - CE02

TABLA N°71: Cuadro de resistencia a la compresión – CE02

FASE EXPLORATORIA RESISTENCIA A LA COMPRESION CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD - CE02 EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 195 85% 14 205 90% 28 229 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°39: Gráfico de resistencia vs día de curado – CE02

Fuente: Elaboración propia (2018)

140

Concreto estructural de baja densidad - CE03 TABLA N°72: Cuadro de resistencia a la compresión – CE03

FASE EXPLORATORIA RESISTENCIA A LA COMPRESION CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD - CE03 EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 239 94% 14 251 99% 28 254 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°40: Gráfico de resistencia vs día de curado – CE03

Fuente: Elaboración propia (2018)

141

4.3.

FASE ÓPTIMA

4.3.1. Diseño de Mezclas Se eligió 1 diseño de mezcla por categoría, los que obtuvieron mejores resultados en base al cuadro de “categorización de los concretos livianos” mostrados en la Tabla N° 54, realizados en la Fase exploratoria. Para ello se corroboró el diseño de mezcla elegido corrigiendo su contenido de aire real y contenido de agua. Se realizaron 3 diseños de mezcla los cuales fueron espuma de concreto óptimo (ESP-OP), concreto liviano no estructural óptimo (CL-OP) y concreto estructural de baja densidad óptimo (CE-OP). Se incluirá el peso unitario, rendimiento y aire atrapado según norma ASTM C-138 y respectivas correcciones. 4.3.1.1.

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP En este diseño se utilizó una relación agua/cemento de 0.45, 30%

de agregado fino y 70% de perlas de poliestireno, 0.006 kg/bls de cemento de Neoplast 8500 HP, 0.0002 kg/bls de cemento de Eucocell 1000, humedad de diseño de 6.03% y 0.00% para el agregado fino y las perlas de poliestireno respectivamente, 100 Lt/m3 de estimación de agua y 10% de contenido de aire atrapado. GRÁFICO N°41: Colocación de las perlas de poliestireno para la mezcla

Fuente: Elaboración propia (2018) 142

TABLA N°73: Diseño espuma de concreto óptimo – ESP-OP.

ESPUMA DE CONCRETO - ESP-OP

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON PERLAS DE POLIESTIRENO MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 6.03

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 18.18

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

100/0.45 = 222.20 30%

222.20 222.20

/42.5

A.Fino

x x

70%

0.006 0.0002

100 0.45 = 5.23 10 P.Poliestireno 0.006 0.0002 = 1.3332 = 0.0444

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA 222.20 / 3150 100 / 1000 - (0.001 + 0.00004) 10.00 / 100 1.33 / 1100 0.04 / 1050

Cemento Agua (Agua-Volumen aditivos) Aire Atrapado Aditivo 01 Aditivo 02

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Perla de Poliestireno

30% 70%

1.000 0.219 0.511

x x

0.271 2631 17

= = = = =

0.071 0.099 0.100 0.001 0.00004 0.271

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.729 575.8 8.68

m3 Kg Kg

: : : : : :

222.20 98.75 575.76 8.68 1.333 0.044

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

143

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS 575.76 8.68

x x

1.0603 1.000

= =

610.481 8.68

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.Polies.

6.03 0.00

-

0.37 0.00

= =

5.66 0.00

% %

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.Polies.

575.76 8.68

x x

0.0566 0

= =

32.6 0 32.6

Lts Lts

Agua Efectiva de Diseño

98.75

-

32.6

=

66.16

Lts

= = = = = =

222.20 66.16 610.5 8.68 1.333 0.044

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

= = = =

1.00 2.75 0.04 12.75

Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.Polies.

Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

222.20 610.5 8.68 0.30

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.75

222.20 222.20 222.20 42.50

AG 0.04

Agua 12.75

Lts/m3

1493.96 11.00

Kg/m3 Kg/m3

Agua 12.75

Lts/m3

42.5 116.8 1.7 12.8 0.255 0.009

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Polestireno DOSIFICACION EN VOLUMEN

C 1

= = AF 2.74

AG 5.41

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

144

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.45

CON ADITIVO

ESP-OP

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

PESO 222.20 kg 577.92 kg 8.64 kg 98.75 kg 1.33 kg 0.04 kg 908.89 kg

: :

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.07054 m3 0.21884 m3 0.51062 m3 0.09875 m3 0.00121 m3 0.00004 m3 0.900 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

908.89 kg 0.900 m3

=

1009.88

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

5559

5557

5568

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

2671

2669

2680

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

0.945

0.944

0.948

0.94564 945.64

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

908.89 kg.

=

0.961134 m3

=

0.961

=

231.19 kg/m3

=

5.44 bolsas/m3

X 100

=

6.36%

945.643333 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

0.961134 m3 1m3

REAL

222.2 m3. 0.961134 m3

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (Método Volumétrico)

1009.88 - 945.64 1009.88

CONTENIDO DE CEMENTO

=

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL

PESO CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

231.19 kg 601.29 kg 8.99 kg 102.74 lts. 1.39 kg 0.05 kg 0.00 945.64 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.073 m3 0.228 m3 0.531 m3 0.103 m3 0.00126 m3 0.00004 m3 0.064 m3 1.0000 m3

145

GRÁFICO N°42: Composición por peso de un metro cúbico de la ESP-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°43: Composición por volumen de un metro cúbico ESP-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

146

4.3.1.2.

Concreto liviano no estructural óptimo – CL-OP Este diseño fue la elección del CL-02, en el cual se utilizó una

relación agua/cemento de 0.40, 60% de agregado fino y 40% de perlas de poliestireno, 0.006 kg/bls de cemento de Neoplast 8500 HP, 0.0002 kg/bls de cemento de Eucocell 1000. La humedad de este diseño fue de 13.39 % y 0.00 % para el agregado fino y las perlas de poliestireno respectivamente; 139.38 Lt/m3 de estimación de agua y 18.95% de contenido de aire atrapado tomados de la composición de un m3 corregido por cambio de aire atrapado real. GRÁFICO N°44: Concreto liviano no estructural con perlas de poliestireno

Fuente: Elaboración propia (2018) 147

TABLA N°74: Diseño concreto liviano no estructural – CL-OP.

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL - CL-OP

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON PERLAS DE POLIESTIRENO MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 13.39

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 18.18

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

139.31/0.40 = 348.50 60%

348.50 348.50

A.Fino

x x

139.38 0.40 /42.5 = 8.20 18.95 40% P.Poliestireno 0.006 0.0002 0.006 = 2.0910 0.0002 = 0.0697

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA Cemento 348.50 / 3150 Agua (Agua-Volumen aditivos) 139.38 / 1000 - (0.002 + 0.0001) Aire Atrapado 18.95 / 100 Aditivo 01 2.09 / 1100 Aditivo 02 0.07 / 1050

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Perla de Poliestireno

60% 40%

1.000 0.336 0.224

x x

0.440 2631 17

= = = = =

0.111 0.137 0.190 0.002 0.0001 0.440

m3 m3 m3 m3 m3 m3

= = =

0.560 884.8 3.8

m3 Kg Kg

: : : : : :

348.5 137.4 884.8 3.8 2.091 0.070

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

148

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.Polies.

884.78 3.81

x x

1.1339 1.000

= =

1003.254 Kg/m3 3.81 Kg/m3

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.Polies.

13.39 0.00

-

0.37 0.00

= =

13.02 0.00

% %

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.Polies.

884.78 3.81

x x

0.1302 0

= =

115.2 0 115.2

Lts Lts

Agua Efectiva de Diseño

137.41

-

115.2

=

22.21

Lts

348.50 22.21 1003.3 3.81 2.091 0.070

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

348.50 1003.3 3.81 0.06

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x AF 2.88

348.50 348.50 348.50 42.50

= = = = AG 0.01

1.00 2.88 0.01 2.55 Agua 2.55

Lts/m3

1597.67 11.00

Kg/m3 Kg/m3

Agua 2.55

Lts/m3

42.5 122.4 0.4 2.6 0.255 0.009

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Polestireno DOSIFICACION EN VOLUMEN

C 1

= = AF 2.68

AG 1.35

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

149

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.40

CON ADITIVO

CL-OP

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*)

PESO 348.50 kg 888.10 kg 3.79 kg 137.41 kg 2.09 kg 0.07 kg 1379.97 kg

: :

PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.11063 m3 0.33629 m3 0.22419 m3 0.13741 m3 0.00190 m3 0.00007 m3 0.810 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

1379.97 kg 0.810 m3

=

1702.62

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

6415

6471

6577

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

3527

3583

3689

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.248

1.267

1.305

1.27332 1273.32

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

1379.97 kg.

=

1.08376 m3

=

1.084

=

321.57 kg/m3

=

7.57 bolsas/m3

X 100

=

25.21%

1273.316667 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

1.08376 m3 1m3

CONTENIDO DE CEMENTO

=

REAL

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (Método Volumétrico)

348.5 m3. 1.08376 m3 1702.62 - 1273.32 1702.62

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL

PESO CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) PERLA DE POLIESTIRENO (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

321.57 kg 819.47 kg 3.50 kg 126.79 lts. 1.93 kg 0.06 kg 0.00 1273.32 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.102 m3 0.310 m3 0.207 m3 0.127 m3 0.00175 m3 0.00006 m3 0.252 m3 1.0000 m3

150

GRÁFICO N°45: Composición por peso de un metro cúbico del CL-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°46: Composición por volumen de un metro cúbico del CL-OP.

Fuente: Elaboración propia (2018)

151

4.3.1.3.

Concreto estructural de baja densidad óptimo– CE-OP Este diseño fue la elección del CE-03, el cual utilizó una relación

agua/cemento de 0.40, 60% de agregado fino y 40% de arcilla expandida, 0.006 kg/bls de cemento de Neoplast 8500 HP, 0.0001 kg/bls de cemento de Eucocell 1000, humedad de diseño de 15.09 % y 18.18 % para el agregado fino y las arcillas expandidas respectivamente; 164.28 Lt/m3 de estimación de agua y 16.7 % de contenido de aire atrapado tomados de la composición de un m3 corregido por cambio de aire atrapado real. GRÁFICO N°47: Muestra de concreto con arcilla expandida

Fuente: Elaboración propia (2018) 152

TABLA N°75: Diseño concreto estructural de baja densidad – CE-OP.

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD - CE-OP

TIPO:

DISEÑO CONCRETO LIVIANO CON ARCILLA EXPANDIDA MATERIALES

P.Espec. P.Unitario

CEMENTO SOL TIPO I 3.15 1500

gr/cm3 kg/m3

ADITIVO 01 ADITIVO 02 NEOPLAST 8500 HP EUCOCELL 1000 Densidad 1.1 kg/L Densidad 1.05 kg/L -

DATOS DE LABORATORIO DESCRIPCION P.Especifico (gr/cm3) % De Absorcion (%) P.Unitario Suelto (kg/m3) P.Unit. Compactado (kg/m3) Modulo de Fineza Tamaño Max. Nominal Humedad para Diseño (%)

AGREGADO FINO 2.631 0.37 1,409 1,618 1.04 15.09

PERLA DE POLIESTIRENO ARCILLA EXPANDIDA 0.017 0.811 0.00 19.92 11.00 519.00 11.00 547.00 6.00 6.52 1/4" 1/2" 0.00 18.18

DATOS PARA DOSIFICACION Estimacion de Agua Relacion Agua/Cemento Factor Cemento Contenido de Aire Atrapado Proporcion de Agregados Relacion Aditivo 01/Cemento Relacion Aditivo 02/Cemento Cantidad de Aditivo 01 Cantidad de Aditivo 02

164.1/0.40 = 410.70 60%

410.70 410.70

A.Fino

x x

164.28 0.40 /42.5 = 9.66 16.7 40% Arcilla Expandida 0.006 0.0001 0.006 = 2.4642 0.0001 = 0.0411

Lts/m3 Bls/m3 %

Kg/m3 Kg/m3

CALCULOS DE VOLUMENES ABSOLUTO DE LA MEZCLA Cemento 410.70 / Agua (Agua-Volumen aditivos) 164.28 / 1000 - (0.002 + 0.00004) Aire Atrapado 16.70 / Aditivo 01 2.46 / Aditivo 02 0.04 /

Volumen Absol. de Agregados Peso del Agregado Fino Peso de Arcilla Expandida

60% 40%

1.000 0.323 0.215

x x

3150 100 1100 1050

= = = = =

0.130 0.162 0.167 0.002 0.00004 0.462

m3 m3 m3 m3 m3 m3

0.462 2631 811

= = =

0.538 849.8 174.64

m3 Kg Kg

: : : : : :

410.70 162.00 849.82 174.64 2.464 0.041

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO Cemento Agua Agregado Fino Arcilla Expandida Aditivo 01 Aditivo 02

153

CORRECCIÓN POR HUMEDAD DE LOS AGREGADOS Peso Humedo del A. Fino Peso Humedo del A.expandida

849.82 174.64

x x

1.1509 1.182

= =

978.059 206.39

Humedad Superf. del A.Fino Humedad Superf. del A.expandida

15.09 18.18

-

0.37 19.92

= =

14.72 -1.74

Aporte de Humedad A.Fino Aporte de Humedad A.expandida

849.82 174.64

x x

0.1472 -0.017

= =

Agua Efectiva de Diseño

162.00

-

122.1

=

Kg/m3 Kg/m3 % %

125.1 Lts -3.0386924 Lts 122.1 39.95

Lts

410.70 39.95 978.1 206.39 2.464 0.041

Kg/m3 Lts/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

VALORES DE DISEÑO CORREGIDOS POR HUMEDAD = = = = = =

Cemento Agua Agregado Fino Arcilla Expandida Aditivo 01 Aditivo 02

PROPORCION EN PESO (KG) Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua

410.70 978.1 206.39 0.10

DOSIFICACION EN PESO

C 1

/ / / x

410.70 410.70 410.70 42.50

AF 2.38

= = = = AG 0.50

1.00 2.38 0.50 4.25 Agua 4.25

Lts/m3

1621.62 613.35

Kg/m3 Kg/m3

Agua 4.25

Lts/m3

42.5 101.2 21.3 4.3 0.255 0.004

Kg Kg Kg Lts kg Kg

PROPORCION EN VOLUMEN (P3) Peso Unitario Suelto Humedo A.Fino Peso Unitario Suelto Humedo A.Expandida DOSIFICACION EN VOLUMEN

= = C 1

AF 2.18

AG 1.21

DOSIFICACION POR BOLSA DE CEMENTO Cemento Agregado Fino Agregado Grueso Agua Efectiva Aditivo 01 Aditivo 02

: : : : : :

Fuente: Elaboración propia (2018)

154

PESO UNITARIO DE PRODUCCION Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO ASTM C-138

Relación agua/cemento:

0.40

CON ADITIVO

CE-OP

DOSIFICACIÓN POR METRO CÚBICO DEL CONCRETO (ARENA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA)

CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*)

PESO 410.70 kg 853.01 kg 174.78 kg 162.00 kg 2.46 kg 0.04 kg 1602.99 kg

: :

ARCILLA EXPANDIDA (ESTADO S.S.S*)

: :

AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL PESO TOTAL DE MATERIALES

VOLUMEN ABSOLUTO 0.13038 m3 0.32300 m3 0.17980 m3 0.16200 m3 0.00224 m3 0.00004 m3 0.797 m3

S.S.S.* - saturado superficialmente seco PESO UNITARIO TEÓRICO DE CONCRETO (SUPONIENDO LA NO PRESENCIA DE AIRE ATRAPADO)

T=

1602.99 kg 0.797 m3

=

2010.11

kg/m3

PESO UNITARIO DEL CONCRETO (A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

7619

7513

7547

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

4731

4625

4659

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(D/C) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.674

1.636

1.648

1.65252 1652.52

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3) PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

RENDIMIENTO

=

1602.99 kg.

=

0.970028 m3

=

0.970

=

423.39 kg/m3

=

9.96 bolsas/m3

X 100

=

17.79%

1652.52 kg/m3 RENDIMIENTO RELATIVO

=

0.970028 m3 1m3

REAL

410.7 m3. 0.970028 m3

CONTENIDO DE AIRE ATRAPADO= (Método Volumétrico)

2010.11 - 1652.52 2010.11

CONTENIDO DE CEMENTO

=

COMPOSICIÓN DE UN METRO CÚBICO DEL CONCRETO FRESCO CORREGIDO POR CAMBIO DE AIRE ATRAPADO REAL CEMENTO AGREGADO FINO (ESTADO S.S.S*) ARCILLA EXPANDIDA (ESTADO S.S.S*) AGUA ADITIVO NEOPLAST 8500 HP ADITIVO EUCOCELL

: : : : : :

AIRE ATRAPADO TOTAL

:

PESO 423.39 kg 879.37 kg 180.18 kg 167.01 kg 2.54 kg 0.04 kg 0.00 1652.52 kg

VOLUMEN ABSOLUTO 0.134 m3 0.333 m3 0.185 m3 0.167 m3 0.00231 m3 0.00004 m3 0.178 m3 1.0000 m3

155

GRÁFICO N°48: Composición por peso de un metro cúbico del CE-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°49: Composición por volumen de un metro cúbico del CE-OP.

Fuente: Elaboración propia (2018) 156

4.3.2. Ensayos al concreto fresco Los ensayos del concreto fresco se realizaron conforme a la norma ASTM C-172, se tomó la mezcla de una mezcladora modelo trompo de 9pie3, teniendo cuidado al momento del descargue al recipiente para evitar la segregación. Los ensayos se realizaron dentro de los 10 min de haberse tomado la primera muestra. 4.3.2.1.

Peso unitario El ensayo de peso unitario se realizó conforme la norma ASTM C-

138 y la NTP 339.046. En los presentes cuadros se observarán los resultados de las pruebas realizadas: Espuma de concreto óptimo – ESP-OP TABLA N°76: Peso unitario de la espuma de concreto ESP-OP PESO UNITARIO

ESP-OP

SEGÚN NTP 339.046 DESCRIPCION

M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

5559

5557

5568

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

2671

2669

2680

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(C/D) PESO UNITARIO (g/cm3)

0.945

0.944

0.948

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3)

0.94564

PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

945.64

Fuente: Elaboración propia (2018) Concreto liviano no estructural óptimo– CL-OP TABLA N°77: Peso unitario del concreto liviano no estructural CL-OP PESO UNITARIO

CL-OP

SEGÚN NTP 339.046 M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

DESCRIPCION

6415

6471

6577

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

3527

3583

3689

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(C/D) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.248

1.267

1.305

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3)

1.27332

PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

1273.32

Fuente: Elaboración propia (2018)

157

Concreto estructural de baja densidad – CE-OP TABLA N°78: Peso unitario concreto estructural de baja densidad CE-OP PESO UNITARIO

CE-OP

SEGÚN NTP 339.046 M1

M2

M3

(A) PESO DE MUESTRA + MOLDE (g)

DESCRIPCION

7619

7513

7547

(B) PESO DE MOLDE (g)

2888

2888

2888

(C=A-B) PESO DE MUESTRA (g)

4731

4625

4659

(D) VOLUMEN DE MOLDE (cm3)

2827

2827

2827

(C/D) PESO UNITARIO (g/cm3)

1.674

1.636

1.648

PESO UNITARIO PROMEDIO (g/cm3)

1.65252

PESO UNITARIO PROMEDIO (kg/m3)

1652.52

Fuente: Elaboración propia (2018)

4.3.2.2.

Rendimiento

El ensayo de rendimiento se realizó conforme la norma ASTM C138 y la NTP 339.046. En los presentes cuadros se observarán los resultados de las pruebas realizadas:

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP TABLA N°79: Rendimiento de la espuma de concreto ESP-OP RENDIMIENTO

ESP-OP

SEGÚN NTP 339.046 DESCRIPCION

MUESTRA

N° BOLSAS DE CEMENTO

5.18

PESO BOLSA DE CEMENTO (KG)

42.5

PESO DEL AGREGADO FINO (KG)

610.50

PESO DE PERLA POLIESTIRENO (KG)

8.68

PESO DEL AGUA (KG)

66.16

ADITIVO 01-NEOPLAST

1.333

ADITIVO 02- EUCOCELL

0.044

PESO UNITARIO (KG/M3)

945.64

VOLUMEN DE CONCRETO (M3)

0.959

RENDIMIENTO (M3/BOLSA)

0.1851

Fuente: Elaboración propia (2018)

158

Concreto liviano no estructural óptimo – CL-OP TABLA N°80: Rendimiento del concreto liviano no estructural CL-OP RENDIMIENTO

CL-OP

SEGÚN NTP 339.046 DESCRIPCION

MUESTRA

N° BOLSAS DE CEMENTO

8.20

PESO BOLSA DE CEMENTO (KG)

42.5

PESO DEL AGREGADO FINO (KG)

1003.30

PESO DE PERLA POLIESTIRENO (KG)

3.81

PESO DEL AGUA (KG)

22.21

ADITIVO 01-NEOPLAST

2.091

ADITIVO 02- EUCOCELL

0.070

PESO UNITARIO (KG/M3)

1273.32

VOLUMEN DE CONCRETO (M3)

1.084

RENDIMIENTO (M3/BOLSA)

0.1322

Fuente: Elaboración propia (2018) Concreto estructural de baja densidad – CE-OP TABLA N°81: Rendimiento concreto estructural de baja densidad CE-OP RENDIMIENTO

CE-OP

SEGÚN NTP 339.046 DESCRIPCION

MUESTRA

N° BOLSAS DE CEMENTO

9.66

PESO BOLSA DE CEMENTO (KG)

42.5

PESO DEL AGREGADO FINO (KG)

978.10

PESO DE ARCILLA EXPANDIDA (KG)

206.39

PESO DEL AGUA (KG)

39.95

ADITIVO 01-NEOPLAST

2.462

ADITIVO 02- EUCOCELL

0.041

PESO UNITARIO (KG/M3)

1652.52

VOLUMEN DE CONCRETO (M3)

0.991

RENDIMIENTO (M3/BOLSA)

0.1026

Fuente: Elaboración propia (2018)

4.3.2.3.

Contenido de aire

El ensayo de contenido de aire se realizó conforme la norma ASTM C-138 y la NTP 339.046. En los presentes cuadros se observarán los resultados de las pruebas realizadas:

159

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP TABLA N°82: Contenido de aire espuma de concreto ESP-OP CONTENIDO DE AIRE

ESP-OP

SEGÚN NTP 339.046 DESCRIPCION

MUESTRA

T (Densidad teorica del concreto Kg/m3)

1009.88

D (Densidad del concreto Kg/m3)

945.64

CONTENIDO DE AIRE

6.36%

Fuente: Elaboración propia (2018)

Concreto liviano no estructural óptimo– CL-OP TABLA N°83: Contenido de aire concreto liviano no estructural CL-OP CONTENIDO DE AIRE

CL-OP

SEGÚN NTP 339.046 DESCRIPCION

MUESTRA

T (Densidad teorica del concreto Kg/m3)

1702.62

D (Densidad del concreto Kg/m3)

1273.32

CONTENIDO DE AIRE

25.21%

Fuente: Elaboración propia (2018)

Concreto estructural de baja densidad – CE-OP TABLA N°84: Contenido de aire concreto estructural baja densidad CE-OP CONTENIDO DE AIRE

CE-OP

SEGÚN NTP 339.046 DESCRIPCION

MUESTRA

T (Densidad teorica del concreto Kg/m3)

2010.1

D (Densidad del concreto Kg/m3)

1652.52

CONTENIDO DE AIRE

17.79%

Fuente: Elaboración propia (2018)

160

4.3.2.4.

Asentamiento

El ensayo de asentamiento se realizó conforme la norma ASTM C143 y la NTP 339.035. En los presentes cuadros se observarán los resultados de las pruebas realizadas:

GRÁFICO N°50: Asentamiento del concreto ligero

Fuente: Elaboración propia (2018)

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP TABLA N°85: Asentamiento de la espuma de concreto ESP-OP ASENTAMIENTO

ESP-OP

SEGÚN NTP 339.035 DESCRIPCION

RESULTADO

ASENTAMIENTO N°01 (CM)

2.54

ASENTAMIENTO N°02 (CM)

2.54

ASENTAMIENTO N°03 (CM)

2.54

PROMEDIO (CM)

2.540

Fuente: Elaboración propia (2018)

Concreto liviano no estructural óptimo – CL-OP TABLA N°86: Asentamiento del concreto liviano no estructural CL-OP

161

ASENTAMIENTO

CL-OP

SEGÚN NTP 339.035 DESCRIPCION

RESULTADO

ASENTAMIENTO N°01 (CM)

22.86

ASENTAMIENTO N°02 (CM)

20.955

ASENTAMIENTO N°03 (CM)

22.86

PROMEDIO (CM)

22.225

Fuente: Elaboración propia (2018) Concreto estructural de baja densidad – CE-OP TABLA N°87: Asentamiento concreto estructural de baja densidad CE-OP ASENTAMIENTO

CE-OP

SEGÚN NTP 339.035 DESCRIPCION

RESULTADO

ASENTAMIENTO N°01 (CM)

26.035

ASENTAMIENTO N°02 (CM)

26.67

ASENTAMIENTO N°03 (CM)

27.31

PROMEDIO (CM)

26.670

Fuente: Elaboración propia (2018) 4.3.2.5.

Exudación

El ensayo de exudación se realizó conforme la norma ASTM C-232 y la NTP 339.077. GRÁFICO N°51: Ensayo de exudación en recipiente de 10” de diámetro

Fuente: Elaboración propia (2018) 162

No se encontró exudación en ninguno de los diseños óptimos

4.3.2.6.

Temperatura del concreto

El ensayo de temperatura del concreto se realizó conforme la norma ASTM C-1064 y la NTP 339.184. En los presentes cuadros se observarán los resultados de las pruebas realizadas:

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP TABLA N°88: Temperatura de la espuma de concreto ESP-OP TEMPERATURA

ESP-OP

SEGÚN NTP 339.114 DESCRIPCION

RESULTADO

TEMPERATURA (°C)

32.3 °C

TEMPERATURA (°C)

32.3 °C

Fuente: Elaboración propia (2018) Concreto liviano no estructural óptimo – CL-OP TABLA N°89: Temperatura del concreto liviano no estructural CL-OP TEMPERATURA

CL-OP

SEGÚN NTP 339.114 DESCRIPCION

RESULTADO

TEMPERATURA (°C)

34.4 °C

TEMPERATURA (°C)

34.4 °C

Fuente: Elaboración propia (2018) Concreto estructural de baja densidad – CE-OP TABLA N°90: Temperatura concreto estructural de baja densidad CE-OP TEMPERATURA

CE-OP

SEGÚN NTP 339.114 DESCRIPCION

RESULTADO

TEMPERATURA (°C)

36.5 °C

TEMPERATURA (°C)

36.5 °C

Fuente: Elaboración propia (2018)

163

4.3.3. Ensayos al concreto endurecido Los ensayos del concreto fresco se realizaron conforme a la norma, se utilizaron probetas de plástico de 4” x 8” de la marca Forney, probetas de acero de 6” x 12” y vigas de acero proporcionada por el laboratorio de mecánica de suelos de la Universidad Científica del Perú, se le dio el tiempo necesario de fraguado al tener aditivos. Todas las pruebas de concreto endurecido fueron realizadas de una misma tanda de diseño de mezclas.

GRÁFICO N°52: Imágenes sobre el proceso del concreto endurecido.

Fuente: Elaboración propia (2018)

164

4.3.3.1.

Resistencia a la compresión Los ensayos de resistencia a la compresión se realizaron de

acuerdo a la norma ASTM C-39 y la NTP 339.034 con la muestra de 8 testigos por cada edad de 7,14 y 28 días. En los siguientes cuadros se mostrarán los resultados de las roturas con respectivas desviaciones estándar y coeficientes de variación. GRÁFICO N°53: Rotura de concretos livianos de baja densidad

Fuente: Elaboración propia (2018)

165

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP

TABLA N°91: Cuadro de resistencia a la compresión ESP-OP

FASE ÓPTIMA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN ESPUMA DE CONCRETO (ES-OP) EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 46 92% 14 49 98% 28 50 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°54: Gráfico de resistencia vs día de curado – ESP-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

166

Concreto liviano no estructural óptimo – CL-OP

TABLA N°92: Cuadro de resistencia a la compresión CL-OP

FASE ÓPTIMA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL EDAD RESISTENCIA (días) (Kg/cm2) 7 89 14 107 28 139

(CL-OP) F´C % 64% 77% 100%

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°55: Gráfico de resistencia vs día de curado – CL-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

167

Concreto estructural de baja densidad – CE-OP

TABLA N°93: Cuadro de resistencia a la compresión CE-OP

FASE ÓPTIMA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD (CE-OP) EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 264 89% 14 290 98% 28 296 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°56: Gráfico de resistencia vs día de curado – CE-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

168

4.3.3.2.

Resistencia a la tracción por compresión diametral Los ensayos de resistencia a la tracción por compresión diametral

se realizaron de acuerdo a la norma ASTM C-496 y la NTP 339.084 con la muestra de 8 testigos por cada edad de 7,14 y 28 días. En los siguientes cuadros se mostrarán los resultados de las roturas con respectivas desviaciones estándar y coeficientes de variación.

GRÁFICO N°57: Rotura de concreto liviano por resistencia a la tracción

Fuente: Elaboración propia (2018) 169

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP

TABLA N°94: Cuadro de resistencia a la tracción – ESP-OP

FASE ÓPTIMA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN ESPUMA DE CONCRETO (ESP-OP) EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 6 100% 14 6 100% 28 6 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°58: Gráfico resistencia a la tracción vs día de curado ESP-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

170

Concreto liviano no estructural óptimo – CL-OP

TABLA N°95: Cuadro de resistencia a la tracción – CL-OP

FASE ÓPTIMA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL EDAD RESISTENCIA (días) (Kg/cm2) 7 9 14 9 28 9

(CL-OP) F´C % 100% 100% 100%

Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°59: Gráfico resistencia a la tracción vs día de curado CL-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

171

Concreto estructural de baja densidad – CE-OP

TABLA N°96: Cuadro de resistencia a la tracción – CE-OP

FASE ÓPTIMA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD (CE-OP) EDAD RESISTENCIA F´C (días) (Kg/cm2) % 7 19 95% 14 20 100% 28 20 100% Fuente: Elaboración propia (2018)

GRÁFICO N°60: Gráfico resistencia a la tracción vs día de curado CE-OP

Fuente: Elaboración propia (2018)

172

4.3.3.3.

Ensayo de módulo de elasticidad

Los ensayos de módulo de elasticidad se realizaron de acuerdo a la norma ASTM C-469 con la muestra de 3 testigos a la edad de 28 días. En los siguientes cuadros se mostrarán los resultados de las pruebas realizadas

GRÁFICO N°61: Ensayo de módulo de elasticidad en concretos ligeros.

Fuente: Elaboración propia (2018)

173

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP TABLA N°97: Cuadro de módulo de elasticidad – ESP-OP

FASE ÓPTIMA MÓDULO DE ELASTICIDAD PROBETA (N°) 1 2 3

ESPUMA DE CONCRETO (ESP-OP) EDAD M.E (días) (Kg/cm2) 28 42,237 28 67,584 28 41,364

M.E PROMEDIO 50,395

Fuente: Elaboración propia (2018) El módulo de elasticidad estático promedio del concreto a compresión a los 28 días es de 50,395 kg/cm2

Concreto liviano no estructural óptimo – CL-OP TABLA N°98: Cuadro de módulo de elasticidad – CL-OP

FASE ÓPTIMA MÓDULO DE ELASTICIDAD CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL (CL-OP) PROBETA EDAD M.E M.E (N°) (días) (Kg/cm2) PROMEDIO 1 28 108,074 98,128 2 28 96,628 3 28 89,683 Fuente: Elaboración propia (2018) El módulo de elasticidad estático promedio del concreto a compresión a los 28 días es de 98,128 kg/cm2

174

Concreto estructural de baja densidad – CE-OP TABLA N°99: Cuadro de módulo de elasticidad – CE-OP

FASE ÓPTIMA MÓDULO DE ELASTICIDAD CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD (CE-OP) PROBETA EDAD M.E M.E (N°) (días) (Kg/cm2) PROMEDIO 1 28 182,000 194,737 2 28 202,001 3 28 200,209 Fuente: Elaboración propia (2018) El módulo de elasticidad estático promedio del concreto a compresión a los 28 días es de 194,737 kg/cm2

4.3.3.4.

Ensayo de resistencia a la flexión del concreto

El ensayo de resistencia a la flexión del concreto se realizó de acuerdo a la norma ASTM C-78 y NTP 339.078 con la muestra de 3 vigas de concreto por cada edad de 7 y 28 días. En los siguientes cuadros se mostrarán los resultados de las pruebas realizadas.

GRÁFICO N°62: Medición del tercio de la viga de concreto

Fuente: Elaboración propia (2018)

175

GRÁFICO N°63: Ensayo de resistencia a la flexión del concreto

Fuente: Elaboración propia (2018)

Espuma de concreto óptimo – ESP-OP TABLA N°100: Cuadro de resistencia a la flexión – ESP-OP

FASE ÓPTIMA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN PROBETA (N°) 1 2 3 4 5 6

ESPUMA DE CONCRETO (ESP-OP) EDAD M.ROTURA (días) (Kg/cm2) 7 7 7 9 7 8 28 12 28 8 28 9

M.ROTURA PROMEDIO 8

10

Fuente: Elaboración propia (2018) El módulo de rotura del concreto a los 7 días es de 8 Kg/cm2 y a los 28 días de 10 Kg/cm2.

176

Concreto liviano no estructural óptimo– CL-OP TABLA N°101: Cuadro de resistencia a la flexión – CL-OP

FASE ÓPTIMA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL (CL-OP) PROBETA EDAD M.ROTURA M.ROTURA (N°) (días) (Kg/cm2) PROMEDIO 1 7 15 17 2 7 18 3 7 18 4 28 17 17 5 28 17 6 28 17

Fuente: Elaboración propia (2018) El módulo de rotura del concreto a los 7 días es de 17 Kg/cm2 y a los 28 días de 17 Kg/cm2.

Concreto estructural de baja densidad – CE-OP TABLA N°102: Cuadro de resistencia a la flexión – CE-OP

FASE ÓPTIMA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD (CE-OP) PROBETA EDAD M.ROTURA M.ROTURA (N°) (días) (Kg/cm2) PROMEDIO 1 7 36 36 2 7 38 3 7 33 4 28 37 38 5 28 40 6 28 38

Fuente: Elaboración propia (2018) El módulo de rotura del concreto a los 7 días es de 36 Kg/cm2 y a los 28 días de 38 Kg/cm2.

177

CAPÍTULO V: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS En el capítulo IV obtuvimos los resultados necesarios a los cuales se analizarán mediante cuadros resúmenes y se interpretarán sus resultados.

5.1.

ANÁLISIS DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES

TABLA N°103: Cuadro resumen de las características de materiales CUADRO RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES AGREGADO FINO Peso espécifico (Gr/cm3) 2.631 Peso unitario suelto (Kg/m3) 1409 Peso unitario compactado (Kg/m3) 1618 Porcentaje de absorción (%) 0.37 Módulo de fineza 1.04 Tamaño maximo nominal Humedad diseño (%) 13.39 DESCRIPCION

PERLA DE POLIESTIRENO 0.017 11 11 0 6 1/4" 0

ARCILLA CEMENTO NEOPLAST EUCOCELL EXPANDIDA SOL TIPO I 8500 HP 1000 0.811 3.15 1.1 1.05 519 547 19.92 6.52 1/2" 18.18 -

Fuente: Elaboración propia (2018) La Tabla N°103 nos muestra el resumen de las características de los materiales utilizados para los diseños. La arena es considerada un agregado marginal ya que su módulo de fineza es de 1.04, fuera del rango considerado en la NTP 400.011 la cual indica que el módulo de finura de una arena adecuada para producir concreto debe estar entre 2.3 y 3.1. La arena cumple con el rango propuesto por (BENITES ESPINOZA, 2011) que sustenta que el peso específico de las arenas varía entre 2.5 y 2.7 gr/cm3; nuestra arena al tener 2.631 gr/cm3 se encuentra en el rango. El mayor porcentaje retenido de la arena se encuentra en el tamiz N°100 el cual cuenta con una abertura de 0.149 mm. Las perlas de poliestireno cuentan con un mayor porcentaje retenido en los tamices ¼” y N°04. Por el cual su tamaño máximo nominal es de ¼”. 178

Las perlas de poliestireno al ser un material hermético no absorben agua, por el cual su % de absorción es cero. La arcilla expandida cuenta con un mayor % de absorción, por el cual se tuvo que mojar con anticipación para que no absorbiera agua de la mezcla. Los aditivos Neoplast 8500 Hp y Eucocell 1000 fueron elaborados por la empresa Química Suiza Industrial del Perú S.A por su confiabilidad en el mercado. 5.2.

ANÁLISIS DE LA FASE EXPLORATORIA

5.2.1. Análisis de diseño de mezclas ESPUMA DE CONCRETO En la Tabla N°104 se muestran los diseños en fase exploratoria los cuales se realizaron para encontrar el diseño más óptimo para la Espuma de concreto, el cual cumpla con los rangos especificados en la Tabla N°54 “Categorización de los concretos livianos”. TABLA N°104: Cuadro resumen diseño de mezclas “Espuma de concreto”

FASE EXPLORATORIA CUADRO DE RESUMEN DE DISEÑO DE MEZCLAS ESPUMA DE CONCRETO IDENTIFICACIÓN

ESP-01 ESP-02 ESP-03 35% Ag.fino 40% Ag.fino 55% Ag.fino Proporción de los agregados 65% Poliestireno 60% Poliestireno 45% Poliestireno DOSIFICACIÓN Estimación de agua (Lt/m3) 110 120 140 Relación Agua/Cemento 0.45 0.45 0.40 Factor cemento (Bls/m3) 5.75 6.28 8.24 Contenido aire atrapado (%) 24 24 22 Relación aditivo 01/Cemento 0.006 0.006 0.006 Relación aditivo 02/Cemento 0.025 0.005 0.0002 Cant. aditivo 01-Neoplast 8500 Hp (Kg/m3) 1.467 1.600 2.100 Cant. aditivo 02 - Eucocell 1000 (Kg/m3) 6.111 1.334 0.070

Fuente: Elaboración propia (2018)

179

En esta tabla se exponen los diferentes cambios que se realizaron a los diseños ESP-01, ESP-02 y ESP-03 referente a la proporción de los agregados de 65%, 60% y 45% de poliestireno respectivamente. En el aditivo 01–Neoplast 8500 Hp se utilizó el 0.6% por peso de cemento siendo este un factor constante en todos los diseños exploratorios. En el aditivo 02 – Eucocell 1000 se utilizó desde el 0.02% a 2.5% por peso de cemento siendo recomendado por el fabricante del 1% al 2.5%. Las relaciones Agua cemento a utilizarse fueron 0.45 y 0.40. La estimación del agua se dio en medida por la experiencia en diseños anteriores del laboratorio y el contenido de aire de igual forma.

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL En la Tabla N°105 se muestran los diseños en fase exploratoria los cuales se realizaron para encontrar el diseño más óptimo para el Concreto liviano no estructural, el cual cumpla con los rangos especificados en la Tabla N°54 “Categorización de los concretos livianos”. TABLA N°105: Cuadro resumen diseño de mezclas “Concreto liviano no estructural”

FASE EXPLORATORIA CUADRO DE RESUMEN DE DISEÑO DE MEZCLAS CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL IDENTIFICACIÓN

CL-01 CL-02 CL-03 60% Ag.fino 60% Ag.fino 60% Ag.fino Proporción de los agregados 40% Poliestireno 40% Poliestireno 40% Poliestireno DOSIFICACIÓN Estimación de agua (Lt/m3) 150 150 160 Relación Agua/Cemento 0.40 0.40 0.40 Factor cemento (Bls/m3) 8.82 8.82 9.41 Contenido aire atrapado (%) 25 14 20 Relación aditivo 01/Cemento 0.006 0.006 0.006 Relación aditivo 02/Cemento 0.001 0.0002 0.0001 Cant. aditivo 01-Neoplast 8500 Hp (Kg/m3) 2.250 2.250 2.400 Cant. aditivo 02 - Eucocell 1000 (Kg/m3) 0.375 0.075 0.040

Fuente: Elaboración propia (2018)

180

En esta tabla se exponen los diferentes cambios que se realizaron a los diseños CL-01, CL-02 y CL-03 el cual se mantuvo constante en la proporción de sus agregados 60% ag. fino y 40% de poliestireno. En el aditivo 01–Neoplast 8500 Hp se utilizó el 0.6% por peso de cemento siendo este un factor constante en todos los diseños exploratorios. En el aditivo 02 – Eucocell 1000 se utilizó desde el 0.01% a 0.1% por peso de cemento siendo recomendado por el fabricante del 1% al 2.5%. La relación Agua cemento a utilizarse fue de 0.40. La estimación del agua se dio en medida por la experiencia en diseños anteriores del laboratorio y el contenido de aire de igual forma.

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD En la Tabla N°106 se muestran los diseños en fase exploratoria los cuales se realizaron para encontrar el diseño más óptimo para el Concreto estructural de baja densidad, el cual cumpla con los rangos especificados en la Tabla N°54 “Categorización de los concretos livianos”.

TABLA N°106: Cuadro resumen diseño de mezclas “Concreto estructural de baja densidad”

FASE EXPLORATORIA CUADRO DE RESUMEN DE DISEÑO DE MEZCLAS CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD IDENTIFICACIÓN

CE-01 CE-02 CE-03 60% Ag.fino 60% Ag.fino 60% Ag.fino Proporción de los agregados 40% Arcilla exp. 40% Arcilla exp. 40% Arcilla exp. DOSIFICACIÓN Estimación de agua (Lt/m3) 160 160 160 Relación Agua/Cemento 0.40 0.40 0.40 Factor cemento (Bls/m3) 9.41 9.41 9.41 Contenido aire atrapado (%) 20 20 20 Relación aditivo 01/Cemento 0.006 0.006 0.006 Relación aditivo 02/Cemento 0.0005 0.0002 0.0001 Cant. aditivo 01-Neoplast 8500 Hp (Kg/m3) 2.400 2.400 2.400 Cant. aditivo 02 - Eucocell 1000 (Kg/m3) 0.200 0.080 0.040

Fuente: Elaboración propia (2018) 181

En la referida tabla se exponen los diferentes cambios que se realizaron a los diseños CE-01, CE-02 y CE-03 el cual se mantuvo constante en la proporción de sus agregados 60% ag. fino y 40% de arcilla expandida. En el aditivo 01–Neoplast 8500 Hp se utilizó el 0.6% por peso de cemento siendo este un factor constante en todos los diseños exploratorios. En el aditivo 02 – Eucocell 1000 se utilizó desde el 0.01% a 0.05% por peso de cemento siendo recomendado por el fabricante del 1% al 2.5%. La relación Agua cemento a utilizarse fue de 0.40. La estimación del agua se dio en medida por la experiencia en diseños anteriores del laboratorio y el contenido de aire de igual forma.

5.2.2. Análisis de densidad y resistencia a la compresión ESPUMA DE CONCRETO En la Tabla N°107 se analizó la densidad del concreto en estado fresco y la resistencia la compresión a los 28 días para encontrar el diseño más óptimo para la Espuma de concreto. TABLA N°107: Cuadro resumen de la densidad vs resistencia a la compresión de la “Espuma de concreto”

FASE EXPLORATORIA CUADRO DE RESUMEN DE DENSIDAD Y RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO ESPUMA DE CONCRETO IDENTIFICACIÓN DENSIDAD (Kg/m3) RESIS. COMPRESIÓN A LOS 28 DÍAS(Kg/cm2)

ESP-01 757.10 13.00

ESP-02 835.40 32.00

ESP-03 874.78 33.00

Fuente: Elaboración propia (2018) En la tabla se exponen los 3 diseños de Espuma de concreto: ESP-01, ESP-02 y ESP-03, del cual se obtuvieron resultados de densidad y compresión. En el diseño ESP-01 se obtuvo una densidad de 757.10 kg/m3 y una resistencia de 13 kg/cm2 a los 28 días. En el diseño ESP-02 se obtuvo una densidad de 835.40 kg/m3 y una resistencia de 32 kg/cm2 a los 28 días. En el diseño ESP03 se obtuvo una densidad de 874.78 kg/m3 y una resistencia de 33 kg/cm2 a los 28 días. Por consiguiente, al elegir el diseño Espuma de concreto optimo, se 182

elegió el diseño más cercano a la resistencia a compresión de 5Mpa y densidad menor a <1000 kg/m3 según la Tabla N°54 “Categorización de los concretos livianos”; eligiéndose el diseño de ESP-03.

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL En la Tabla N°108 se analizó la densidad del concreto en estado fresco y la resistencia la compresión a los 28 días para encontrar el diseño más óptimo para el Concreto liviano no estructural. TABLA N°108: Cuadro resumen de la densidad vs resistencia a la compresión del “concreto liviano no estructural”

FASE EXPLORATORIA CUADRO DE RESUMEN DE DENSIDAD Y RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL IDENTIFICACIÓN DENSIDAD (Kg/m3) RESIS. COMPRESIÓN A LOS 28 DÍAS(Kg/cm2)

CL-01 1052.94 63.00

CL-02 1381.32 149.00

CL-03 1484.49 175.00

Fuente: Elaboración propia (2018)

En la tabla se exponen los 3 diseños de Concreto liviano no estructural: CL-01, CL-02 y CL-03, del cual se obtuvieron resultados de densidad y compresión. En el diseño CL-01 se obtuvo una densidad de 1052.94 kg/m3 y una resistencia de 63 kg/cm2 a los 28 días. En el diseño CL-02 se obtuvo una densidad de 1381.32 kg/m3 y una resistencia de 149 kg/cm2 a los 28 días. En el diseño CL-03 se obtuvo una densidad de 1484.49 kg/m3 y una resistencia de 175 kg/cm2 a los 28 días. Por consiguiente, al elegir el diseño Concreto liviano no estructural óptimo, se eligió del diseño más cercano a la resistencia a compresión de 17Mpa y la densidad que fluctué entre 1000 – 1800 kg/m3 según la Tabla N°54 “Categorización de los concretos livianos”; eligiéndose diseño de CL-02. No se eligió el diseño de CL-03 por tener una resistencia mayor a 17Mpa,

183

pero es un resultado importante ya que se puede considerar un concreto estructural con presencia de perla de poliestireno.

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD En la Tabla N°109 se analizó la densidad del concreto en estado fresco y la resistencia la compresión a los 28 días para encontrar el diseño más óptimo para el Concreto estructural de baja densidad. TABLA N°109: Cuadro resumen de la densidad vs resistencia a la compresión del “concreto liviano no estructural”

FASE EXPLORATORIA CUADRO DE RESUMEN DE DENSIDAD Y RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD IDENTIFICACIÓN DENSIDAD (Kg/m3) RESIS. COMPRESIÓN A LOS 28 DÍAS(Kg/cm2)

CE-01 1310.22 125.00

CE-02 1590.26 229.00

CE-03 1637.42 254.00

Fuente: Elaboración propia (2018) En la tabla se exponen los 3 diseños de Concreto estructural de baja densidad: CE-01, CE-02 y CE-03, del cual se obtuvieron resultados de densidad y compresión. En el diseño CE-01 se obtuvo una densidad de 1310.22 kg/m3 y una resistencia de 125 kg/cm2 a los 28 días. En el diseño CE-02 se obtuvo una densidad de 1590.26 kg/m3 y una resistencia de 229 kg/cm2 a los 28 días. En el diseño CE-03 se obtuvo una densidad de 1637.42 kg/m3 y una resistencia de 254 kg/cm2 a los 28 días. Por consiguiente, al elegir el diseño Concreto estructural de baja densidad óptimo, se eligió el diseño que tuviera una resistencia a compresión mayor a 17Mpa y que la densidad fluctué entre 1800 – 2100 kg/m3 según la Tabla N°54 “Categorización de los concretos livianos”; eligiéndose el diseño de CE-03.

184

5.3.

ANÁLISIS DE LA FASE ÓPTIMA

5.3.1. Análisis de diseño de mezclas óptimos En la Tabla N°110 se muestran los diseños en fase óptima los cuales se seleccionaron de la fase exploratoria tomando criterio en la Tabla N°54 “Categorización de los concretos livianos”. En él se repitieron los diseños de mezclas introduciendo la estimación de agua y contenido de aire atrapado real. TABLA N°110: Cuadro resumen diseño de mezclas concreto livianos óptimos

FASE ÓPTIMA CUADRO DE RESUMEN DE DISEÑO DE MEZCLAS IDENTIFICACIÓN

ESPUMA DE CONCRETO

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL

ESP - ÓPTIMO

CL - ÓPTIMO

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD C.E - ÓPTIMO

30% Ag.fino 60% Ag.fino 60% Ag.fino 70% Poliestireno 40% Poliestireno 40% Arcilla exp. DOSIFICACIÓN Estimación de agua (Lt/m3) 100 139.38 164.28 Relación Agua/Cemento 0.45 0.40 0.40 Factor cemento (Bls/m3) 5.23 8.20 9.66 Contenido aire atrapado (%) 10 18.95 16.7 Relación aditivo 01/Cemento 0.006 0.006 0.006 Relación aditivo 02/Cemento 0.0002 0.0002 0.0001 Cant. aditivo 01-Neoplast 8500 Hp (Kg/m3) 1.333 2.0910 2.4642 Cant. aditivo 02 - Eucocell 1000 (Kg/m3) 0.044 0.0697 0.0411 Proporción de los agregados

Fuente: Elaboración propia (2018) En el diseño de Espuma de concreto óptimo se efectuó modificaciones en el diseño elegido ESP-03 en relación a la proporción de agregados de 55% ag. fino y 45% poliestireno a 30% ag. fino y 70% poliestireno, relación Agua/Cemento de 0.40 a 0.45, estimación de agua de 140 Lt/m3 a 100 Lt/m3 y contenido de aire de 22% a 10%. Esto para encontrar una mezcla más resistente y reducir el contenido de aire en la mezcla. Se mantuvo la relación aditivos/cemento la cual influye en gran medida en el control de segregación y aire atrapado.

185

En el diseño de Concreto Liviano no estructural óptimo se introdujo la cantidad de agua real de 139.38 Lt/m3 y el contenido de aire real de 18.95% obtenido de la “Composición de un metro cubico de concreto fresco corregido por cambio de aire atrapado real” del diseño del CL-02 (Tabla N°59: Diseño concreto liviano no estructural CL-02) .Manteniéndose la relación Agua/cemento de 0.40, la proporción de agregados 60% ag. Fino y 40% poliestireno y la relación aditivos/cemento la cual influye en gran medida en el control de segregación y aire atrapado. En el diseño de Concreto estructural de baja densidad óptimo se introdujo la cantidad de agua real de 164.28 Lt/m3 y el contenido de aire real de 16.7% obtenido de la “Composición de un metro cubico de concreto fresco corregido por cambio de aire atrapado real” del diseño del CE-03 (Tabla N°63: Diseño concreto estructural de baja densidad CE-03) .Manteniéndose la relación Agua/cemento de 0.40, la proporción de agregados 60% ag.fino y 40% arcilla expandida y la relación aditivos/cemento la cual influye en gran medida en el control de segregación y aire atrapado.

5.3.2. Análisis de los ensayos al concreto fresco TABLA N°111: Cuadro resumen de ensayos al concreto fresco

FASE ÓPTIMA CUADRO DE RESUMEN ENSAYOS AL CONCRETO FRESCO

IDENTIFICACIÓN

Peso unitario (Kg/m3) Rendimiento (m3/bolsa) Contenido de aire (%) Asentamiento (cm) Exudación (%) Temperatura (°C)

ESPUMA DE CONCRETO

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD

ESP - ÓPTIMO

CL - ÓPTIMO

C.E - ÓPTIMO

945.64 0.1851 6.36% 2.540 32.3

1273.32 0.1322 25.21% 22.225 34.4

1652.52 0.1026 17.79% 26.670 36.5

Fuente: Elaboración propia (2018)

186

La determinación del Peso unitario de los diseños de mezcla se realizó conforme a la NTP 339.046, en el cual constó de la toma de la muestra fresca por medio de una cuchara de acero, colocándose en un recipiente de menos de 14Lt, por el cual apisonamos en 3 capas por 25 golpes cada una, golpeándose por cada capa en el recipiente con un mazo de caucho para la eliminación de burbujas grandes de aire atrapado. Luego se pesó el recipiente con la mezcla y se encontró el Peso unitario (kg/m3) de cada uno de los diseños óptimos: ESPÓPTIMO, CL-ÓPTIMO y CE – ÓPTIMO; los cuales se muestran en la tabla. Obteniéndose también el rendimiento y el contenido de aire real por volumen absoluto. La determinación del Asentamiento se realizó conforme a la NTP 339.035, utilizándose el cono de Abrams y obteniéndose los resultados en cm mostrados en la tabla. Para la ESP-OP se obtuvo un asentamiento verdadero, y para el CLOP y CE-OP un asentamiento de derrumbamiento, como nos muestra el anexo B de la NTP 339.035. Se realizo el ensayo de exudación conforme a la NTP. 339.077, como se muestra en el Grafico N°51, al no encontrarse acumulación de agua en la superficie del recipiente, se concluyó que los diseños de concreto liviano mostrados no presentan exudación. Los ensayos de temperatura se realizaron conforme a lo estipulado en la NTP. 339.184, utilizándose un termómetro calibrado del laboratorio colocándose a 3” sumergido del concreto por un tiempo de 5 minutos. La temperatura de los concretos se encuentra expresada en Grados Celsius.

5.3.3. Análisis de los ensayos al concreto endurecido En la Tabla N°112 se muestra los ensayos al concreto endurecido realizados a los diseños en la Fase óptima, los cuales fueron resistencia a la compresión, resistencia a la tracción, módulo de elasticidad y resistencia a la flexión del concreto, en edades de 7, 14 y 28 días en algunos casos.

187

TABLA N°112: Cuadro resumen de ensayos al concreto endurecido

FASE ÓPTIMA CUADRO DE RESUMEN ENSAYOS AL CONCRETO ENDURECIDO ESPUMA DE CONCRETO

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD

ESP - ÓPTIMO

CL - ÓPTIMO

C.E - ÓPTIMO

46 49 50

89 107 139

264 290 296

6 6 6

9 9 9

19 20 20

50,395

98,128

194,737

8 10

17 17

36 38

IDENTIFICACIÓN

Resistencia a la compresión (Kg/cm2) F´c 7 días F´c 14 días F´c 28 días Resistencia a la tracción (Kg/cm2) F´c 7 días F´c 14 días F´c 28 días Módulo de elasticidad (Kg/cm2) F´c 28 días Resistencia a la flexión (Kg/cm2) F´c 7 días F´c 28 días

Fuente: Elaboración propia (2018)

En la resistencia a la compresión, la ESP-OP mantuvo el coeficiente de variación bajo 5.00% en todas sus edades, lo cual determina que los ensayos obtenidos

en

el

laboratorio

son

homogéneos

y

fueron

controlados

adecuadamente. De igual manera, para el CL-OP y el CE-OP, los coeficientes de variación se mantuvieron bajo 5.00%. Lo cual indica resultados positivos. La resistencia a compresión de la ESP-OP se mantuvo menor 5 MP, del CL-OP menor a 17MPA y el CE-OP mayor a 17 MPA a los 28 días; requisito fundamentalmente para ser considerados Espuma de concreto, Concreto liviano no estructural y Concreto estructural de baja densidad respectivamente. En la resistencia a la tracción, la ESP-OP mantuvo el coeficiente de variación bajo 5.00% en todas sus edades, lo cual determina que los ensayos obtenidos

en

el

laboratorio

son

homogéneos

y

fueron

controlados

adecuadamente. De igual manera, para el CL-OP y el CE-OP, los coeficientes de variación se mantuvieron bajo 5.00%. Lo cual indica resultados positivos. 188

La resistencia a tracción de la ESP-OP no tuvo mucha variación y se mantuvo constante a las edades de 7,14 y 28 días, de igual forma en el CL-OP se puede concluir que las resistencias a la tracción son las mismas en las 3 edades analizadas, en el CE-OP si existió una variación en la resistencia a tracción mínima a partir de los 7 días y luego se mantuvo constante hasta los 28 días. El módulo de elasticidad se realizó conforme a lo estipulado en el ASTM C469, se utilizó un compresometro el cual junto a una carga aplicada nos dio los esfuerzos y las deformaciones y aplicando la formula descrita en el Capítulo 2.6.3 se obtiene el Módulo de elasticidad. Para los diseños de ESP-OP, CL-OP y CEOP se tomó los datos a los 28 días, edad en el cual los especímenes ya obtuvieron el 100% de resistencia a la compresión. El módulo de elasticidad se realizó conforme a lo estipulado en el ASTM C469, se utilizó un compresometro el cual junto a una carga aplicada nos dio los esfuerzos y las deformaciones y aplicando la formula descrita en el Capítulo 2.6.3 se obtiene el Módulo de elasticidad. Para los diseños de ESP-OP, CL-OP y CEOP se tomó los datos a los 28 días, edad en el cual los especímenes ya obtuvieron el 100% de resistencia a la compresión. La resistencia a la flexión se realizó conforme a lo estipulado en la NTP 339.078, en el cual se utilizaron los elementos descritos en el anexo A de la presente norma. La falla ocurrió dentro del tercio medio de la luz, y al aplicar la formula descrita en el Capítulo 2.6.4 se encontró el Módulo de rotura mostradas en la tabla presente. Para dicho ensayo se obtuvieron resultados a 7 y 28 días.

5.4.

VERIFICACIÓN DE HIPÓTESIS

HIPOTESIS GENERAL “Las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena) liviano empleando perlitas de poliestireno, arcilla expandida y agregado fino de la cantera de Irina Gabriela, Distrito de San Juan Bautista; cumplen con las densidades y resistencia a la compresión establecidas por el “Portland Cement

189

Association” para su uso en la elaboración de: Espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto liviano estructural”. TABLA N°113: Cuadro de verificación de hipótesis

CUADRO DE CUMPLIMIENTO DE HIPÓTESIS DENSIDAD DESCRIPCIÓN

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

DENSIDAD

RANGO

CONDICIÓN RESISTENCIA

RANGO

CONDICIÓN

Espuma de concreto (ESP-OP)

945.64

< 1000

Cumple

50

< 50.99

Cumple

Concreto liviano no estructural (CL-OP)

1273.32

1000-1800

Cumple

139

50.99 - 173.35

Cumple

Concreto estructural de baja densidad (CE-OP)

1652.52

1800-2100

Mejor

296

> 173.35

Cumple

Fuente: Elaboración propia (2018)

En la tabla N°113 se verificó que los Concretos Livianos a base de poliestireno o arcilla expandida: Espuma de concreto, Concreto liviano no estructural y Concreto estructural de baja densidad realizadas en la presente tesis cumplen con el rango de aceptación propuesta por el “Portland Cement Association” descritos en la tabla N°54 “Categorización de los concretos livianos”. Por consiguiente, se confirma la hipótesis planteada en esta investigación.

HIPÓTESIS ESTADÍSTICA (Ho: Hipótesis nula vs Ha: Hipótesis alterna) Nivel de significación: 5% Estadística de prueba: F de Levene Decisión: Si p valor > 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza. Conclusión: Si se acepta la hipótesis nula, las muestras del ensayo son homogéneas, lo cual indica sostenibilidad y confiabilidad de los resultados del proceso.

190

ESP – OP, CL – OP y CE -OP los resultados para los ensayos de compresión, tracción por compresión diametral y resistencia a la flexión del concreto, son fiables con el 95% de confianza, a excepción del CL-OP sometido al ensayo de resistencia a la flexión (pudiendo ser fiables al 90 % u 85 % de confianza), lo cual pudo deberse a las diferentes longitudes de los moldes de preparación de la viga. Los resultados de la verificación estadística de prueba F de Levene y al aplicar la prueba de t de student se observan en el Anexo 05.

5.5.

ANÁLISIS DE COSTOS

Si bien, cumplir con la hipótesis propuesta es un factor importante para el éxito de esta investigación, también se tiene que analizar los costos de producción para dichos concretos. En la tabla N° 114 se presenta un resumen de los costos por cada uno de los productos, los cuales son comparados con diseños elaborados por el Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayo de Materiales de la Universidad Científica del Perú.

TABLA N°114: Cuadro resumen de precios

CUADRO RESUMEN DE PRECIOS CONCRETO CONCRETO LIVIANO OPTIMO CEMENTO - ARENA DIFERENCIA (S/.) NORMAL (S/.)

DESCRIPCIÓN Espuma de concreto Concreto liviano no estructural Concreto estructural de baja densidad

243.00 282.47 1,157.21

115.57 270.83 274.65

127.43 11.64 882.56

Fuente: Elaboración propia (2018)

La espuma de concreto, el cual tiene perla de poliestireno, tiene un costo por m3 de S/. 243.00 descrito en la tabla N°115 (Costo m3 de espuma de concreto ESP-OP), el cual se es beneficiado porque existe una empresa (ECOPOR) la cual fabrica el poliestireno en la ciudad de Iquitos. Este producto fue comparado con un concreto (cemento-arena) f´c 20 kg/cm2 de un costo de S/.115.57 descrito en la tabla N°116 (Costo m3 de concreto cemento -arena f´c 20 kg/cm2), encontrándose una diferencia de producción de S/.127.43 en contra. 191

El concreto liviano no estructural, el cual tiene perla de poliestireno, tiene un costo por m3 de S/. 282.47 descrito en la tabla N°117 (Costo m3 de concreto liviano no estructural CL-OP), el cual es beneficiado porque existe una empresa (ECOPOR) la cual fabrica el poliestireno en la ciudad de Iquitos. Este producto fue comparado con un concreto (cemento-arena) f´c 175 kg/cm2 de un costo de S/.270.83 descrito en la tabla N°118 (Costo m3 de concreto cemento -arena f´c 175 kg/cm2), encontrándose una diferencia de producción de S/ 11.64 en contra. El concreto estructural de baja densidad, el cual tiene arcilla expandida, tiene un costo por m3 de S/.1,157.21 descrito en la tabla N°119 (Costo m3 de concreto estructural de baja densidad CE-OP), el cual presenta una gran dificultad ya que el material arcilla expandida fue comprada en la ciudad de Lima, en la empresa Marley´s planet, por tal motivo incrementa en gran medida su costo. Este producto fue comparado con un concreto (cemento-arena) f´c 210 kg/cm2 de un costo de S/.274.65 descrito en la tabla N°120 (Costo m3 de concreto cemento-arena f´c 210 kg/cm2), encontrándose una diferencia de producción de S/.882.56 en contra.

192

CAPÍTULO VI: DISCUSIÓN Del análisis de los resultados de la presente investigación y su comparación con los resultados alcanzados en otras investigaciones, donde se usó perlas de poliestireno o arcilla expandida como materiales constituyentes de las mezclas de concreto, se afirma:

1. La resistencia a la compresión de la espuma de concreto a los 7 y 28 días alcanzó 46 y 50 kg/cm2 respectivamente, utilizando el 30% de agregado fino de módulo de fineza 1.04 y 70% de perlas de poliestireno expandido de módulo de fineza 6, a cuya mezcla se le añadió 1.21 Lt/m3 de plastificante y 0.042 Lt/m3 de aditivo incorporador de aire, habiéndose utilizado una relación A/C de 0.45; sin embargo, (QUESADA VÍQUEZ, 2014) a los 7

y 28 días alcanzó para la espuma de concreto una

resistencia de 1.3 Mpa (13.26 Kg/cm2) y 1.6 Mpa ( 16.32 Kg/cm2), respectivamente, resistencia lograda al utilizar el 75% de perla de poliestireno expandido con un módulo de fineza de 5.3 y 25% de arena con módulo de fineza 3.8, no obstante, haber usado 3.26 Lt/m3

de

plastificante y 1.87 Lt/m3 de aditivo inclusor de aire y una relación A/C de 0.48. La densidad encontrada en esta presente investigación fue 945.64 Kg/m3, mientras que (QUESADA VÍQUEZ, 2014) obtuvo una densidad de 765 Kg/m3. Los cuales están por debajo de 1000 Kg/m3 en densidad y menores a 5 Mpa (51 Kg/cm2) en resistencia a la compresión, como estipula el cuadro de “Categorización de los concretos livianos” del Portland Cement Association.

2. La resistencia a la compresión del concreto liviano no estructural a los 7 y 28 días alcanzó 89 y 139 kg/cm2 respectivamente, utilizando el 60% de agregado fino de módulo de fineza 1.04 y 40% de perlas de poliestireno expandido de módulo de fineza 6, a cuya mezcla se le añadió 1.9 Lt/m3 de plastificante y 0.066 Lt/m3 de aditivo incorporador de aire, habiéndose utilizado una relación A/C de 0.40; sin embargo, (QUESADA VÍQUEZ, 2014) a los 7 y 28 días alcanzó para el concreto liviano no estructural una 193

resistencia de 12 Mpa (122.4 Kg/cm2) y 16.1 Mpa ( 164.22 Kg/cm2), respectivamente, resistencia lograda al utilizar el 45% de perla de poliestireno expandido con un módulo de fineza de 5.3 y 55% de arena con módulo de fineza 3.8, no obstante, haber usado 4.96 Lt/m3

de

plastificante y ninguna clase de aditivo inclusor de aire y una relación A/C de 0.58. La densidad encontrada en esta presente investigación fue 1273.32 Kg/m3, mientras que (QUESADA VÍQUEZ, 2014) obtuvo una densidad de 1580.7 Kg/m3. Los cuales están en un rango de 1000 - 1800 Kg/m3 en densidad y entre 5 - 17 Mpa (51 Kg/cm2 – 173.4 Kg/cm2) en resistencia a la compresión, como estipula el cuadro de “Categorización de los concretos livianos” del Portland Cement Association.

3. La resistencia a la compresión del concreto liviano no estructural a los 7 y 28 días alcanzó 89 y 139 kg/cm2 respectivamente, y un módulo de elasticidad de 50,395 Kg/cm2 a los 28 días, utilizando el 60% de agregado fino de módulo de fineza 1.04 y 40% de perlas de poliestireno expandido de módulo de fineza 6, a cuya mezcla se le añadió 1.9 Lt/m3 de plastificante y 0.066 Lt/m3 de aditivo incorporador de aire, habiéndose utilizado una relación A/C de 0.40; sin embargo, (RODRIGUEZ CHICO, 2017) a los 7 y 28 días alcanzó para un concreto liviano a base de poliestireno expandido alcanzó una resistencia de 20.30 Kg/cm2 y 35.84 Kg/cm2 respectivamente y un módulo de elasticidad de 34,146.6 Kg/cm2 a los 28 días, resistencia lograda al utilizar el 7.61 % de perla de poliestireno expandido modificado con densidad de 154.17 Kg/m3 y 92.39 % de arena con módulo de fineza 2.71, y una relación A/C de 0.47. La densidad encontrada en esta presente investigación fue 1273.32 Kg/m3, mientras que (RODRIGUEZ CHICO, 2017) obtuvo una densidad de 1232.12 Kg/m3. A diferencia de nuestra tesis, ellos no utilizaron aditivos en sus diseños. 4. La resistencia a la compresión del concreto estructural de baja densidad a los 7 y 28 días alcanzó 264 y 296 kg/cm2 respectivamente, utilizando el 60% de agregado fino de módulo de fineza 1.04 y 40% de arcilla expandida de módulo de fineza 6.52 y peso unitario suelto de 519 Kg/m3, 194

a cuya mezcla se le añadió 2.24 Lt/m3 de plastificante y 0.039 Lt/m3 de aditivo incorporador de aire, habiéndose utilizado una relación A/C de 0.40; sin embargo, (QUESADA VÍQUEZ, 2014) a los 7 y 28 días alcanzó para el concreto estructural de baja densidad una resistencia de 24 Mpa (244.8 Kg/cm2) y 35.2 Mpa ( 359.04 Kg/cm2), respectivamente, resistencia lograda al utilizar el 40% de piedra con un módulo de fineza de 6.9 y peso unitario suelto de 1123 Kg/m3 y 60% de arena con módulo de fineza 3.8, no obstante, haber usado 4.96 Lt/m3 de plastificante y 0.22 Lt/m3 de aditivo inclusor de aire y una relación A/C de 0.57. La densidad encontrada en esta presente investigación fue 1652.52 Kg/m3, mientras que (QUESADA VÍQUEZ, 2014) obtuvo una densidad de 2041.7 Kg/m3. Los cuales están en un rango de 1800 - 2100 Kg/m3 en densidad y mayores a 17 Mpa (173.4 Kg/cm2) en resistencia a la compresión, como estipula el cuadro de “Categorización de los concretos livianos” del Portland Cement Association.

5. La resistencia a la compresión del concreto estructural de baja densidad a los 7 y 28 días alcanzó 264 y 296 kg/cm2 respectivamente y un módulo de elasticidad de 194,737 Kg/cm2 a los 28 días, utilizando el 60% de agregado fino de módulo de fineza 1.04 y 40% de arcilla expandida de módulo de fineza 6.52 y peso unitario suelto de 519 Kg/m3, a cuya mezcla se le añadió 2.24 Lt/m3 de plastificante y 0.039 Lt/m3 de aditivo incorporador de aire, habiéndose utilizado una relación A/C de 0.40; sin embargo, (YAGUAL VERA & VILLACÍS APOLINARIO, 2015) a los 7 y 28 días alcanzó para el concreto estructural de baja densidad una resistencia de 121.60 y 172.82 Kg/cm2 respectivamente y un módulo de elasticidad de 12.2 Gpa (124,405.4 Kg/cm2) a los 28 días, resistencia lograda al utilizar el 40% de arcilla expandida con peso unitario suelto de 375 Kg/m3 y 60% de arena con módulo de fineza 3.3, no obstante, haber usado 9.6 Lt/m3 de plastificante y una relación A/C de 0.60. La densidad encontrada en esta presente investigación fue 1652.52 Kg/m3, mientras que (YAGUAL VERA & VILLACÍS APOLINARIO, 2015) obtuvo una densidad de 1617.29 Kg/m3.

195

6. La resistencia a la compresión del concreto estructural de baja densidad a los 7 y 28 días alcanzó 264 y 296 kg/cm2 respectivamente, utilizando el 60% de agregado fino de módulo de fineza 1.04 y 40% de arcilla expandida de módulo de fineza 6.52 y peso unitario suelto de 519 Kg/m3, a cuya mezcla se le añadió 2.24 Lt/m3 de plastificante y 0.039 Lt/m3 de aditivo incorporador de aire, habiéndose utilizado una relación A/C de 0.40; sin embargo, (DÍAZ LÓPEZ, 2017) a los 7 y 28 días alcanzó para el concreto estructural de baja densidad una resistencia de 117.81 y 195.16 Kg/cm2 respectivamente, resistencia lograda al utilizar el 30% de arcilla expandida con peso unitario suelto de 483 Kg/m3 y 70% de arena con peso unitario suelto 1459 Kg/m3 y módulo de fineza 2.56 , y una relación A/C de 0.60. La densidad encontrada en esta presente investigación fue 1652.52 Kg/m3, mientras que (DÍAZ LÓPEZ, 2017) obtuvo una densidad de 2071.96 Kg/m3. A diferencia de nuestra tesis, ellos no utilizaron aditivos en sus diseños. 7. Los resultados obtenidos en las pruebas en estado endurecido (resistencia a la compresión, resistencia a la tracción por compresión diametral, módulo de elasticidad y resistencia a flexión), en la presente investigación, son fiables; puesto que las muestras se sometió a la prueba estadística F de Levene, verificándose su homogeneidad (las muestras tienen varianzas iguales) con un nivel de confianza del 95%, evaluación que no fueron efectuadas en los trabajos de las investigaciones citadas líneas arriba.

196

CAPÍTULO VII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 7.1. ➢

CONCLUSIONES

Los concretos livianos: Espuma de concreto, concreto liviano no estructural y concreto estructural de baja densidad lograron densidades menores al de un concreto tradicional manteniendo una resistencia a la compresión aceptable, según el Portland Cement Association.

➢

El “Concreto estructural de baja densidad” logró una resistencia f´c 296 kg/cm2 a los 28 días, y tuvo una densidad de 1652.52 kg/m3; por consiguiente, se concluye que es 30% más ligera que un concreto estructural tradicional.

➢

En la fase exploratoria, el “Concreto liviano no estructural - CL03”, alcanzo una resistencia f´c de 175 kg/cm2 y una densidad de 1484.49 kg/m3, por lo tanto, puede ser considerado un concreto estructural.

➢

En el diseño del concreto estructural de baja densidad se utilizó una cantidad 100 veces menor a la dosificación mínima del aditivo “Eucocell 1000” propuesta por el fabricante.

➢

Al preparar el concreto liviano con los aditivos Neoplast 8500 HP y Eucocell 1000, se llega a reducir la cantidad de agua requerida para el diseño, manteniendo la trabajabilidad en la mezcla.

➢

Al utilizar los aditivos en el concreto se logra retardar el tiempo de fraguado en todos los diseños.

➢

Con relación a la granulometría del agregado fino utilizado en la ciudad de Iquitos, se evidenció que el módulo de finura es 1.04 lo cual quedaría descartado para su uso en la construcción según NTP 400.037, la cual establece que el agregado fino no tendrá más de 45% entre dos mallas consecutivas de las que se muestra en la tabla de granulometría del agregado fino; y, su módulo de fineza no será menor de 2.3 ni mayor de 3.1, pero en la misma norma indica que se podrá utilizar agregados finos con diferentes características siempre que se haya demostrado mediante estudios la satisfacción en resistencia, por las razones expuestas en la ciudad de Iquitos se emplea el agregado fino marginal.

197

➢

El módulo de elasticidad del Concreto Ligero es menor que del concreto convencional, esto se debe a que tienen mayor capacidad de deformación volviéndose más dúctil con la inclusión del aditivo espumante.

➢

La razón por la cual los productos de espuma de concreto, concreto liviano no estructural y el concreto estructural de baja densidad son livianos se debe a la incorporación de aire por medio del aditivo Eucocell 1000 el cual genera vacíos en la mezcla.

➢

Si bien la exudación es el proceso mediante el cual parte del agua contenida en la mezcla asciende a la superficie. En los ensayos de laboratorio no se observó este fenómeno en los productos elaborados a base de perlitas de poliestireno; tampoco se observó exudación en el concreto elaborado a base arcilla expandida. Producto de esta observación podemos concluir que, los productos: espuma de concreto, concreto liviano no estructural y el concreto estructural de baja densidad no serán afectados en su resistencia ni en su durabilidad.

➢

En todas las pruebas de compresión y tracción se calculó el coeficiente de variación obteniendo valores menores que el 5%, lo que nos indica que la dispersión entre testigos es baja.

➢

El concreto liviano con perlas de poliestireno posee muy baja retracción y no produce grietas durante el fraguado, por consiguiente, pudiese aplicarse en grandes superficies sin necesidad de juntas de dilatación.

➢

De acuerdo a las pruebas estadísticas F de Levene y al aplicar la prueba de t de student, se encontró que, la ESP-OP al 7mo día alcanzó el 91.97% de la resistencia a la compresión alcanzada a los 28 días; en consecuencia, este tipo de concreto puede emplearse a partir de los 7 días de producido. Sin embargo, esto no ocurre con el CL-OP porque a los 7 días sólo alcanzó el 64.09 % del valor de la resistencia a los 28 días, en consecuencia, este tipo de concreto debe usarse cumplido los 28 días de su elaboración. Y, para el CE-OP al 7mo día se logró una resistencia del 89.15 % de la que alcanzó a los 28 días, lo cual indica que el concreto estructural de baja densidad se puede utilizar a partir del 7mo día de preparado.

➢

El costo de producción de 1m3 de espuma de concreto con una resistencia promedio a la compresión de 50 Kg/cm2 representa el 110.26 % más caro 198

que 1 m3 de concreto (cemento-arena) convencional de 20 Kg/cm2 usado en la región Loreto. Cabe resaltar que las comparaciones efectuadas con productos de diferentes resistencias se deben a que estas no superan los 5Mpa requisito fundamental para ser considerado espuma de concreto. ➢

La producción de 1 m3 de concreto liviano no estructural con resistencia a la compresión de 139Kg/cm2 resulta 4.30 % más caro que un concreto convencional (cemento-arena) con una resistencia a la compresión de 175Kg/cm2, lo cual demuestra que en términos monetarios no acarrea grandes beneficios. La comparación se hace dentro del rango establecido en el estudio: los concretos livianos no estructurales son aquellos que sus resistencias son mayores que 5Mpa y menores que 17MPa.

➢

Para producir 1m3 de concreto estructural de baja densidad con una resistencia a la compresión de 296 Kg/cm2 resulta 321.34 % más caro que un concreto (cemento-arena) de 210 Kg/cm2. Se observa que el precio es sumamente caro; la ciudad de Iquitos no cuenta con fábricas de arcilla expandida; motivo por el cual se tuvo que traer el producto desde la ciudad de Lima.

7.2.

RECOMENDACIONES

➢ Se recomienda que durante el mezclado de la masa de concreto se coloque en la mezcladora los elementos de la mezcla en el orden siguiente: agregado fino, cemento, agua y aditivos; mezclar hasta observar una mezcla homogénea; seguidamente adicionar el poliestireno expandido y continuar hasta que la mezcla sea homogénea. ➢ Se recomienda que antes de verter la arcilla expandida en la mezcladora, saturar en agua la arcilla; ya que durante las pruebas de ensayo en laboratorio resultó que la arlita (arcilla expandida) posee 19.92% de absorción; que al no ser tomada en cuenta afectaría directamente a la hidratación del cemento. ➢ El concreto liviano fabricado a base de poliestireno expandido no necesita de vibrado, ya que mediante este procedimiento se puede contribuir con la segregación de los elementos constitutivos de la mezcla, ya que una de 199

las causas por las que sucede la segregación sucede por la baja densidad de los agregados. ➢ Se recomienda proseguir con la investigación de la influencia de los aditivos: EUCOCELL 1000 Y NEOPLAST 8500 HP en las propiedades físicas y mecánicas del concreto (cemento-arena) en los estados fresco y endurecido, respectivamente. ➢ Se recomienda realizar pruebas de aislamiento térmico y acústico en los diseños con perla de poliestireno para determinar su eficiencia como materiales aislantes y acústicos. ➢ Se recomienda realizar investigaciones sobre la elaboración de arcilla expandida con arcilla de la Amazonia peruana, a fin; de disminuir el costo de producción del concreto estructural de baja densidad. ➢ Se recomienda el uso del concreto liviano elaborado con poliestireno (espuma de concreto) en la elaboración de elementos ornamentales usados en arquitectura; asimismo investigar su uso en pantallas para drenaje y en la elaboración de paneles aislantes. ➢ Se recomienda el uso de los productos: espuma de concreto, concreto liviano no estructural para la elaboración de unidades de albañilería y tabiquería (no estructural). ➢ Se recomienda para la construcción de coberturas livianas, aislamientos, rellenos y elementos de amortiguación de impactos. ➢ Se recomienda investigar el uso del concreto estructural de baja densidad en vigas y columnas para la ampliación vertical de edificaciones incluyendo las de autoconstrucción, y en otros elementos estructurales, ya que el peso del concreto elaborado con arcilla expandida es menor en 30% con respecto al peso de un concreto tradicional.

200

CAPÍTULO VIII: BIBLIOGRAFÍA A.M, N., & J.J, B. (1998). CONCRETE TECHNOLOGY. LONDON: Addison Wesley longman. ÁLVAREZ, L., & IRIGOIN, U. (2014). Efectos de la extracción y comercialización de arena cuarzosa blanca de canteras del área de influencia de la carretera Iquitos- Nauta 2009-2010. Iquitos: Tesis de grado de Maestría. UNAP. ARI, I. (2002). Estudio de la Propiedades del concreto freso y endurecido, de mediana a alta resitencia, con aditivo superplastificante y retardador de fraguado con cemento portland tipo I . Lima: UNI. BAZAN, E., & MELI, R. (2001). Diseño Sísmico de edificios. Limusa. BENITES ESPINOZA, C. M. (2011). Concreto (hormigón) con cemento Pórtland Puzolánico tipo IP Atlas de resistencias tempranas con la tecnología SIKA Viscocrete 20HE. Lima- Perú: Tesis. CALDERÓN MAMANI, R. (2016). INFLUENCIA DEL POLIESTIRENO, ADITIVO INCORPORADOR DE AIRE EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DEL CONCRETO CON AGREGADO NATURAL Y PROCESADO DE LA CIUDAD DE HUANCANÉ. JULIACA: UNIVERSIDAD ANDINA " NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ". CAMPOS. (2014). Desarrollo de morteros ligeros base cemento portland con propiedades térmicas optimizadas mediante la incorporación de un micro co-polímero. DÍAZ LÓPEZ, S. (2017). Determinación de la resistencia a compresión del hormigón adicionado árido de arcilla expandida (arlita) en sustitución parcial del agregado grueso. Ambato-Ecuador: Universidad técnica de Ambato. Díaz Vilca, M. (2010). Correlación entre la porosidad y la resistencia del concreto. Lima: Universidad Ricardo Palma. Dunker, D. A. (25 de Octubre de 2018). www.achipexag.cl. Obtenido de http://www.frioycalor.cl/revistas/rev_82.pdf HARMSEN, T. E. (2005). Diseño de Estructuras de Concreto Armado. lima: Pontificia Universidad Católica del Perú. Fondo Editorial. 201

KASMATKA, S. H., KERKHOFF, B., PARANACE, C. W., & TANESI, J. (2012). Diseño y Control de Mezclas de Concreto. México: EB201. MANRIQUE, R. (2016). Diseño de una mezcla de concreto experimental sustituyendo el agregado grueso por perlas de poliestireno de ϕ = ¾” y un asentamiento de 3’’, para lograr una resistencia a la compresión f’c=210 kg/cm2. Caracas: Universidad Nueva Esparta. NIÑO HERNANDEZ, J. R. (2010). Tecnología del Concreto - Tomo I. PAULINO FIERRO, J. C., & ESPINO ALMEYDA, R. A. (2017). ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA UTILIZACIÓN DEL CONCRETO SIMPLE Y EL CONCRETO LIVIANO CON PERLITAS DE POLIESTIRENO COMO AISLANTE TÉRMICO Y ACÚSTICO APLICADO A UNIDADES DE ALBAÑILERÍA EN EL PERÚ. Lima: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC). QUESADA VÍQUEZ, N. M. (2014). Estudio exploratorio en diseños de mezclas de concreto liviano para Holcim (Costa Rica) S.A. . COSTA RICA: --. QUINBAY, R. (2012). Estimación del módulo de elasticidad del concreto y del mortero mediante TCTM. Universidad Nacional de Colombia. RIVVA LÓPEZ, E. (2013). Diseño de Mezclas. Lima: Imprenta Williams E.I.R.L. RODRIGUEZ CHICO, H. E. (2017). CONCRETO LIVIANO A BASE DE POLIESTIRENO EXPANDIDO PARA LA FABRICACION DE UNIDADES DE ALBALIÑERIA NO ESTRUCTURAL- CAJAMARCA. Cajamarca: Informe. Wikipedia. (23 de Octubre de 2018). Wikipedia. Obtenido https://es.wikipedia.org/wiki/Dosificaci%C3%B3n_(concreto)

de

YAGUAL VERA, D. G., & VILLACÍS APOLINARIO, D. W. (2015). HORMIGÓN LIVIANO DE ALTO DESEMPEÑO CON ARCILLA EXPANDIDA. La libertad-Ecuador: -.

202

ANEXOS

203

ANEXO 01: MATRIZ DE CONSISTENCIA Título: “ESTUDIO EXPLORATORIO EN DISEÑO DE MEZCLAS DEL CONCRETO CEMENTO-ARENA LIVIANO EMPLEANDO PERLITAS DE POLIESTIRENO, ARCILLA EXPANDIDA Y AGREGADO FINO DE LA CANTERA IRINA GABRIELA, DISTRITO SAN JUAN BAUTISTA, IQUITOS 2018” Problema

Objetivos

Problema General:

Objetivo General:

¿Cuáles

Diseñar mezclas de

son

los

diseños de mezcla de

concreto

concreto (cemento – arena)

(cementoliviano

Hipótesis

Variables

H0:

Variable

Las

propiedades

Indicadores

El presente proyecto

independiente X:

físicas y mecánicas del concreto

cemento-

• Propiedades físicas

arena

liviano

del agregado fino

empleando perlitas de

poliestireno,

empleando perlitas de

procedente de la

poliestireno,

arcilla

expandida y agregado

poliestireno,

cantera

expandida y agregado

fino de la cantera Irina

fino de la cantera Irina

Gabriela, Distrito de

liviano

Gabriela, Distrito de San

Juan

arcilla

Bautista,

Gabriela, Distrito de

de los agregados

fino de la cantera Irina

San Juan Bautista

artificiales.

Gabriela – San Juan

– Iquitos, 2018.

resistencias

la

obtener resistencias a

resistencias

compresión

y

la

compresión

a

la

y densidades

a

menores

permiten

compresión

densidades

• Propiedades Mecánicas

menores

al concreto tradicional,

al concreto tradicional,

al concreto tradicional,

para la elaboración de

para la elaboración de

para la elaboración de:

“espuma de concreto”,

“espuma de concreto”,

• Propiedades físicas de los agregados.

y

menores

densidades

Diseño:

de material.

expandida y agregado

que permitan obtener

Bautista;

tipo experimental.

• Clasificación y tipo • Módulo de fineza

Bautista;

Juan

de investigación es de

Irina

arcilla

que permitan obtener

San

Variable independiente X:

empleando perlitas de

arena)

Metodología

de

la

arcilla expandida. • Propiedades físicas de

la

Trabajo de Gabinete.

arcilla

204

“Espuma de concreto”,

“concreto liviano

“concreto liviano

estructural” y “concreto

no

estructural” y “concreto estructural liviano estructural de

de

no baja

densidad”.

“concreto liviano

• Propiedades físicas

expandida

estructural” y “concreto

procedente

estructural

Distrito

de

Juan

Bautista-

densidad”.

baja densidad”?

no

de

baja

del San

de las perlitas de

Trabajo de Campo.

poliestireno

Iquitos, 2018.

Trabajo de Gabinete.

Variable Dependiente Y:

Problemas

Objetivos

Específicos:

Específicos:

1. ¿Qué

• Propiedades físicas de las perlitas de

1. Caracterizar

características

agregados

físicas poseen los

involucrados:

agregados

perlitas

involucrados:

poliestireno,

perlitas

de

los

poliestireno.

y mecánicas de la espuma

Variable de

Dependiente Y:

con

• Propiedades físicas y

poliestireno,

y arena de la

espuma

arcilla expandida

cantera

Irina

concreto elaborado

y arena de

Gabriela -

San

con las perlitas de

cantera

Irina

Gabriela

-San

Juan Bautista?

2. ¿Cuáles

son

los valores de las

Juan Bautista.

mecánicas

valores

las

de

de

• Propiedades físicas

propiedades físicas

• Propiedades físicas y

mecánicas

concreto y

estructural

de

poliestireno.

y los

perlitas

de

poliestireno.

2. Determinar

de

concreto elaborado

arcilla expandida

la

• Propiedades físicas

mecánicas

concreto

del no

del

estructural liviano y

no

del

concreto

estructural liviano,

205

propiedades

mecánicas

físicas

y

mecánicas

del

del

empleando perlitas

elaborado

concreto

de

empleando

las

(cemento-arena)

expandido.

perlitas

de

poliestireno

concreto

liviano

(cemento-arena)

empleando

liviano

perlitas

empleando

poliestireno,

concreto estructural

arcilla expandida

de baja densidad

poliestireno,

y agregado fino

empleando

arcilla expandida

de la cantera Irina

expandida.

y agregado fino

Gabriela, Distrito

de la cantera Irina

de

Gabriela, Distrito

Bautista

de

efectuar pruebas

perlitas

San

de

Juan

Bautista;

al

efectuarse

• Propiedades físicas de

San

y

mecánicas

del

variando

los

porcentajes de los agregados.

arcilla

Juan al

diseños

de

mezcla en la fase

pruebas

de

diseños

de

mezcla en la fase exploratoria? 3. ¿Cuáles

de

poliestireno;

son

exploratoria.

3. Determinar

los

valores

las

de

propiedades

los valores de las

físicas

propiedades

mecánicas

y del

206

físicas

y

mecánicas

del

concreto (cemento-arena)

concreto

liviano

(cemento-arena)

empleando

liviano

perlitas

empleando

poliestireno,

perlitas

de

de

arcilla expandida

poliestireno,

y agregado fino

arcilla expandida

de la cantera Irina

y agregado fino

Gabriela, Distrito

de la cantera Irina

de

Gabriela, Distrito

Bautista de los

de

Juan

diseños óptimos

Bautista; de los

seleccionados de

diseños

la

San

óptimos

seleccionados de la

San

Juan

fase

exploratoria.

fase

exploratoria?

207

ANEXO 02: ENSAYOS EN LA FASE EXPLORATORIA ➢ ESPUMA DE CONCRETO

ESP01 GRÁFICO N°64: Ensayo de compresión ESP01 a los 7 días

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

ESP01

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

07/08/2018 14/08/2018

7

10.19

8.2

836

81.473

10

2

TESTIGO

07/08/2018 14/08/2018

7

10.20

8.1

826

81.713

10

3

TESTIGO

07/08/2018 14/08/2018

7

10.20

8.4

857

81.713

10

4

TESTIGO

07/08/2018 14/08/2018

7

10.19

7.6

771

81.473

9

Resist. Promedio

10 5

TESTIGO

07/08/2018 14/08/2018

7

10.18

8.4

854

81.393

10

6

TESTIGO

07/08/2018 14/08/2018

7

10.17

7.2

733

81.233

9

7

TESTIGO

07/08/2018 14/08/2018

7

10.17

8.0

816

81.153

10

8

TESTIGO

07/08/2018 14/08/2018

7

10.17

7.9

804

81.233

10

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.46

VARIANZA 0.21

COEF. DE VARIACION 4.63

208

GRÁFICO N°65: Ensayo de compresión ESP01 a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

ESP01

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

07/08/2018 21/08/2018

14

10.16

8.8

895

81.073

11

2

TESTIGO

07/08/2018 21/08/2018

14

10.19

8.1

823

81.553

10

3

TESTIGO

07/08/2018 21/08/2018

14

10.20

9.2

934

81.633

11

4

TESTIGO

07/08/2018 21/08/2018

14

10.18

8.3

841

81.393

10

Resist. Promedio

11 5

TESTIGO

07/08/2018 21/08/2018

14

10.20

8.5

862

81.713

11

6

TESTIGO

07/08/2018 21/08/2018

14

10.18

9.0

917

81.313

11

7

TESTIGO

07/08/2018 21/08/2018

14

10.17

8.2

838

81.153

10

8

TESTIGO

07/08/2018 21/08/2018

14

10.17

8.4

860

81.153

11

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.52

VARIANZA 0.27

COEF. DE VARIACION 4.70

209

GRÁFICO N°66: Ensayo de compresión ESP01 a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

ESP01

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

07/08/2018 04/09/2018

28

10.19

9.3

947

81.473

12

2

TESTIGO

07/08/2018 04/09/2018

28

10.19

10.2

1,043

81.553

13

3

TESTIGO

07/08/2018 04/09/2018

28

10.19

9.2

942

81.473

12

4

TESTIGO

07/08/2018 04/09/2018

28

10.19

10.4

1,057

81.553

13

Resist. Promedio

13 5

TESTIGO

07/08/2018 04/09/2018

28

10.19

10.3

1,053

81.473

13

6

TESTIGO

07/08/2018 04/09/2018

28

10.21

10.1

1,032

81.873

13

7

TESTIGO

07/08/2018 04/09/2018

28

10.18

9.8

996

81.393

12

8

TESTIGO

07/08/2018 04/09/2018

28

10.20

10.5

1,069

81.713

13

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.52

VARIANZA 0.27

COEF. DE VARIACION 3.98

210

ESP02 GRÁFICO N°67: Ensayo de compresión ESP02 a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

ESP02

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

08/08/2018 15/08/2018

7

10.16

18.8

1,914

81.073

24

2

TESTIGO

08/08/2018 15/08/2018

7

10.18

19.9

2,027

81.393

25

3

TESTIGO

08/08/2018 15/08/2018

7

10.22

19.7

2,007

82.034

24

4

TESTIGO

08/08/2018 15/08/2018

7

10.21

19.8

2,016

81.793

25

Resist. Promedio

25 5

TESTIGO

08/08/2018 15/08/2018

7

10.19

20.4

2,081

81.553

26

6

TESTIGO

08/08/2018 15/08/2018

7

10.18

21.9

2,231

81.393

27

7

TESTIGO

08/08/2018 15/08/2018

7

10.19

19.7

2,005

81.473

25

8

TESTIGO

08/08/2018 15/08/2018

7

10.19

20.6

2,096

81.473

26

DESVIACIÓN ESTANDAR 1.04

VARIANZA 1.07

COEF. DE VARIACION 4.14

211

GRÁFICO N°68: Ensayo de compresión ESP02 a los 14 días

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

ESP02

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

08/08/2018 22/08/2018

14

10.20

19.0

1,935

81.713

24

2

TESTIGO

08/08/2018 22/08/2018

14

10.12

20.9

2,129

80.357

26

3

TESTIGO

08/08/2018 22/08/2018

14

10.16

20.8

2,124

80.993

26

4

TESTIGO

08/08/2018 22/08/2018

14

10.19

21.4

2,185

81.473

27

Resist. Promedio

26 5

TESTIGO

08/08/2018 22/08/2018

14

10.19

19.3

1,971

81.553

24

6

TESTIGO

08/08/2018 22/08/2018

14

10.20

20.1

2,048

81.633

25

7

TESTIGO

08/08/2018 22/08/2018

14

10.21

21.8

2,219

81.793

27

8

TESTIGO

08/08/2018 22/08/2018

14

10.20

21.4

2,185

81.713

27

DESVIACIÓN ESTANDAR 1.28

VARIANZA 1.64

COEF. DE VARIACION 4.93

212

GRÁFICO N°69: Ensayo de compresión ESP02 a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

ESP02

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

08/08/2018 05/09/2018

28

10.19

24.1

2,458

81.553

30

2

TESTIGO

08/08/2018 05/09/2018

28

10.16

24.9

2,535

81.073

31

3

TESTIGO

08/08/2018 05/09/2018

28

10.21

25.4

2,594

81.873

32

4

TESTIGO

08/08/2018 05/09/2018

28

10.21

25.1

2,556

81.873

31

Resist. Promedio

32 5

TESTIGO

08/08/2018 05/09/2018

28

10.24

25.8

2,628

82.275

32

6

TESTIGO

08/08/2018 05/09/2018

28

10.13

24.1

2,459

80.595

31

7

TESTIGO

08/08/2018 05/09/2018

28

10.18

24.5

2,493

81.313

31

8

TESTIGO

08/08/2018 05/09/2018

28

10.19

27.5

2,808

81.473

34

DESVIACIÓN ESTANDAR 1.20

VARIANZA 1.43

COEF. DE VARIACION 3.74

213

ESP03 GRÁFICO N°70: Ensayo de compresión ESP03 a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

ESP03

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

09/08/2018 16/08/2018

7

10.21

21.9

2,231

81.793

27

2

TESTIGO

09/08/2018 16/08/2018

7

10.18

18.9

1,927

81.313

24

3

TESTIGO

09/08/2018 16/08/2018

7

10.16

21.4

2,183

80.993

27

4

TESTIGO

09/08/2018 16/08/2018

7

10.20

20.3

2,073

81.713

25

Resist. Promedio

26 5

TESTIGO

09/08/2018 16/08/2018

7

10.21

21.8

2,220

81.873

27

6

TESTIGO

09/08/2018 16/08/2018

7

10.19

21.2

2,157

81.553

26

7

TESTIGO

09/08/2018 16/08/2018

7

10.18

20.5

2,088

81.393

26

8

TESTIGO

09/08/2018 16/08/2018

7

10.19

21.1

2,154

81.553

26

DESVIACIÓN ESTANDAR 1.07

VARIANZA 1.14

COEF. DE VARIACION 4.11

214

GRÁFICO N°71: Ensayo de compresión ESP03 a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

ESP03

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

09/08/2018 23/08/2018

14

10.18

20.2

2,055

81.313

25

2

TESTIGO

09/08/2018 23/08/2018

14

10.18

20.1

2,052

81.393

25

3

TESTIGO

09/08/2018 23/08/2018

14

10.18

21.3

2,175

81.393

27

4

TESTIGO

09/08/2018 23/08/2018

14

10.21

21.6

2,197

81.793

27

Resist. Promedio

27 5

TESTIGO

09/08/2018 23/08/2018

14

10.20

20.5

2,094

81.713

26

6

TESTIGO

09/08/2018 23/08/2018

14

10.20

22.1

2,256

81.713

28

7

TESTIGO

09/08/2018 23/08/2018

14

10.20

20.5

2,085

81.633

26

8

TESTIGO

09/08/2018 23/08/2018

14

10.17

22.3

2,278

81.233

28

DESVIACIÓN ESTANDAR 1.20

VARIANZA 1.43

COEF. DE VARIACION 4.43

215

GRÁFICO N°72: Ensayo de compresión ESP03 a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

ESP03

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

09/08/2018 06/09/2018

28

10.16

26.1

2,663

80.993

33

2

TESTIGO

09/08/2018 06/09/2018

28

10.17

27.8

2,831

81.153

35

3

TESTIGO

09/08/2018 06/09/2018

28

10.15

26.2

2,667

80.914

33

4

TESTIGO

09/08/2018 06/09/2018

28

10.19

25.1

2,555

81.473

31

Resist. Promedio

33 5

TESTIGO

09/08/2018 06/09/2018

28

10.18

24.4

2,484

81.393

31

6

TESTIGO

09/08/2018 06/09/2018

28

10.20

27.5

2,802

81.633

34

7

TESTIGO

09/08/2018 06/09/2018

28

10.20

26.8

2,730

81.713

33

8

TESTIGO

09/08/2018 06/09/2018

28

10.18

24.8

2,525

81.393

31

DESVIACIÓN ESTANDAR 1.51

VARIANZA 2.27

COEF. DE VARIACION 4.56

216

➢ Concreto liviano no estructural

CL01 GRÁFICO N°73: Ensayo de compresión CL01 a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CL01

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

10/08/2018 17/08/2018

7

10.20

33.1

3,377

81.633

41

2

TESTIGO

10/08/2018 17/08/2018

7

10.19

36.1

3,684

81.473

45

3

TESTIGO

10/08/2018 17/08/2018

7

10.21

34.1

3,479

81.873

42

4

TESTIGO

10/08/2018 17/08/2018

7

10.20

33.8

3,443

81.713

42

Resist. Promedio

44 5

TESTIGO

10/08/2018 17/08/2018

7

10.19

35.8

3,654

81.473

45

6

TESTIGO

10/08/2018 17/08/2018

7

10.19

35.1

3,581

81.553

44

7

TESTIGO

10/08/2018 17/08/2018

7

10.19

36.8

3,749

81.553

46

8

TESTIGO

10/08/2018 17/08/2018

7

10.22

36.7

3,741

81.953

46

DESVIACIÓN ESTANDAR 1.96

VARIANZA 3.84

COEF. DE VARIACION 4.45

217

GRÁFICO N°74: Ensayo de compresión CL01 a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CL01

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

10/08/2018 24/08/2018

14

10.14

42.7

4,353

80.754

54

2

TESTIGO

10/08/2018 24/08/2018

14

10.19

44.6

4,552

81.553

56

3

TESTIGO

10/08/2018 24/08/2018

14

10.21

42.9

4,369

81.793

53

4

TESTIGO

10/08/2018 24/08/2018

14

10.22

43.5

4,440

81.953

54

Resist. Promedio

56 5

TESTIGO

10/08/2018 24/08/2018

14

10.16

46.7

4,762

80.993

59

6

TESTIGO

10/08/2018 24/08/2018

14

10.20

44.6

4,550

81.633

56

7

TESTIGO

10/08/2018 24/08/2018

14

10.20

42.1

4,295

81.633

53

8

TESTIGO

10/08/2018 24/08/2018

14

10.17

46.8

4,769

81.233

59

DESVIACIÓN ESTANDAR 2.45

VARIANZA 6.00

COEF. DE VARIACION 4.37

218

GRÁFICO N°75: Ensayo de compresión CL01 a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CL01

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

10/08/2018 07/09/2018

28

10.17

49.5

5,044

81.233

62

2

TESTIGO

10/08/2018 07/09/2018

28

10.19

51.1

5,213

81.553

64

3

TESTIGO

10/08/2018 07/09/2018

28

10.22

50.1

5,111

81.953

62

4

TESTIGO

10/08/2018 07/09/2018

28

10.16

50.1

5,111

81.073

63

Resist. Promedio

63 5

TESTIGO

10/08/2018 07/09/2018

28

10.18

50.1

5,110

81.313

63

6

TESTIGO

10/08/2018 07/09/2018

28

10.16

50.9

5,187

81.073

64

7

TESTIGO

10/08/2018 07/09/2018

28

10.19

52.5

5,358

81.553

66

8

TESTIGO

10/08/2018 07/09/2018

28

10.19

50.1

5,111

81.473

63

DESVIACIÓN ESTANDAR 1.30

VARIANZA 1.70

COEF. DE VARIACION 2.07

219

CL02 GRÁFICO N°76: Ensayo de compresión CL02 a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CL02

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

22/08/2018 29/08/2018

7

10.18

99.4

10,132

81.313

125

2

TESTIGO

22/08/2018 29/08/2018

7

10.19

110.3

11,244

81.473

138

3

TESTIGO

22/08/2018 29/08/2018

7

10.19

106.1

10,818

81.553

133

4

TESTIGO

22/08/2018 29/08/2018

7

10.17

106.4

10,848

81.153

134

Resist. Promedio

135 5

TESTIGO

22/08/2018 29/08/2018

7

10.17

112.5

11,471

81.233

141

6

TESTIGO

22/08/2018 29/08/2018

7

10.19

108.6

11,075

81.473

136

7

TESTIGO

22/08/2018 29/08/2018

7

10.19

105.1

10,714

81.553

131

8

TESTIGO

22/08/2018 29/08/2018

7

10.20

111.7

11,392

81.633

140

DESVIACIÓN ESTANDAR 5.23

VARIANZA 27.36

COEF. DE VARIACION 3.87

220

GRÁFICO N°77: Ensayo de compresión CL02 a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CL02

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

22/08/2018 05/09/2018

14

10.20

114.6

11,682

81.713

143

2

TESTIGO

22/08/2018 05/09/2018

14

10.23

112.1

11,426

82.194

139

3

TESTIGO

22/08/2018 05/09/2018

14

10.17

113.1

11,535

81.153

142

4

TESTIGO

22/08/2018 05/09/2018

14

10.22

112.1

11,433

82.034

139

Resist. Promedio

142 5

TESTIGO

22/08/2018 05/09/2018

14

10.19

114.6

11,681

81.473

143

6

TESTIGO

22/08/2018 05/09/2018

14

10.20

116.0

11,827

81.633

145

7

TESTIGO

22/08/2018 05/09/2018

14

10.21

115.4

11,771

81.793

144

8

TESTIGO

22/08/2018 05/09/2018

14

10.21

114.3

11,657

81.873

142

DESVIACIÓN ESTANDAR 2.17

VARIANZA 4.70

COEF. DE VARIACION 1.53

221

GRÁFICO N°78: Ensayo de compresión CL02 a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CL02

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

22/08/2018 19/09/2018

28

10.19

109.3

11,142

81.473

137

2

TESTIGO

22/08/2018 19/09/2018

28

10.20

122.8

12,523

81.633

153

3

TESTIGO

22/08/2018 19/09/2018

28

10.20

123.6

12,605

81.633

154

4

TESTIGO

22/08/2018 19/09/2018

28

10.20

124.4

12,689

81.713

155

Resist. Promedio

149 5

TESTIGO

22/08/2018 19/09/2018

28

10.18

124.7

12,711

81.313

156

6

TESTIGO

22/08/2018 19/09/2018

28

10.19

117.8

12,013

81.553

147

7

TESTIGO

22/08/2018 19/09/2018

28

10.20

111.0

11,321

81.713

139

8

TESTIGO

22/08/2018 19/09/2018

28

10.21

120.6

12,300

81.873

150

DESVIACIÓN ESTANDAR 7.32

VARIANZA 53.55

COEF. DE VARIACION 4.91

222

CL03

GRÁFICO N°79: Ensayo de compresión CL03 a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CL03

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

24/08/2018 31/08/2018

7

10.21

130.3

13,284

81.873

162

2

TESTIGO

24/08/2018 31/08/2018

7

10.18

120.3

12,265

81.393

151

3

TESTIGO

24/08/2018 31/08/2018

7

10.19

125.1

12,758

81.473

157

4

TESTIGO

24/08/2018 31/08/2018

7

10.17

121.1

12,351

81.233

152

Resist. Promedio

156 5

TESTIGO

24/08/2018 31/08/2018

7

10.21

124.0

12,647

81.793

155

6

TESTIGO

24/08/2018 31/08/2018

7

10.21

118.2

12,056

81.873

147

7

TESTIGO

24/08/2018 31/08/2018

7

10.19

128.2

13,068

81.553

160

8

TESTIGO

24/08/2018 31/08/2018

7

10.20

128.2

13,073

81.633

160

DESVIACIÓN ESTANDAR 5.21

VARIANZA 27.14

COEF. DE VARIACION 3.34

223

GRÁFICO N°80: Ensayo de compresión CL03 a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CL03

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

24/08/2018 07/09/2018

14

10.20

128.1

13,065

81.633

160

2

TESTIGO

24/08/2018 07/09/2018

14

10.18

134.6

13,729

81.393

169

3

TESTIGO

24/08/2018 07/09/2018

14

10.19

127.8

13,030

81.473

160

4

TESTIGO

24/08/2018 07/09/2018

14

10.21

130.4

13,296

81.873

162

Resist. Promedio

163 5

TESTIGO

24/08/2018 07/09/2018

14

10.20

123.1

12,554

81.713

154

6

TESTIGO

24/08/2018 07/09/2018

14

10.20

124.2

12,661

81.713

155

7

TESTIGO

24/08/2018 07/09/2018

14

10.21

136.3

13,902

81.793

170

8

TESTIGO

24/08/2018 07/09/2018

14

10.18

136.2

13,890

81.393

171

DESVIACIÓN ESTANDAR 6.67

VARIANZA 44.55

COEF. DE VARIACION 4.09

224

GRÁFICO N°81: Ensayo de compresión CL03 a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CL03

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

24/08/2018 21/09/2018

28

10.16

137.2

13,985

81.073

173

2

TESTIGO

24/08/2018 21/09/2018

28

10.18

141.6

14,439

81.313

178

3

TESTIGO

24/08/2018 21/09/2018

28

10.20

131.7

13,427

81.633

164

4

TESTIGO

24/08/2018 21/09/2018

28

10.22

140.4

14,318

82.034

175

Resist. Promedio

175 5

TESTIGO

24/08/2018 21/09/2018

28

10.21

140.0

14,276

81.873

174

6

TESTIGO

24/08/2018 21/09/2018

28

10.21

140.3

14,306

81.873

175

7

TESTIGO

24/08/2018 21/09/2018

28

10.19

140.9

14,367

81.473

176

8

TESTIGO

24/08/2018 21/09/2018

28

10.20

144.6

14,749

81.713

181

DESVIACIÓN ESTANDAR 4.93

VARIANZA 24.29

COEF. DE VARIACION 2.82

225

➢ Concreto estructural de baja densidad

CE01 GRÁFICO N°82: Ensayo de compresión CE01 a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CE01

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

20/08/2018 27/08/2018

7

10.17

94.7

9,656

81.153

119

2

TESTIGO

20/08/2018 27/08/2018

7

10.23

85.5

8,713

82.194

106

3

TESTIGO

20/08/2018 27/08/2018

7

10.21

86.8

8,848

81.873

108

4

TESTIGO

20/08/2018 27/08/2018

7

10.20

88.4

9,016

81.713

110

Resist. Promedio

109 5

TESTIGO

20/08/2018 27/08/2018

7

10.22

84.5

8,614

81.953

105

6

TESTIGO

20/08/2018 27/08/2018

7

10.20

85.5

8,719

81.633

107

7

TESTIGO

20/08/2018 27/08/2018

7

10.20

87.1

8,882

81.713

109

8

TESTIGO

20/08/2018 27/08/2018

7

10.16

84.0

8,565

80.993

106

DESVIACIÓN ESTANDAR 4.46

VARIANZA 19.93

COEF. DE VARIACION 4.10

226

GRÁFICO N°83: Ensayo de compresión CE01 a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CE01

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

20/08/2018 03/09/2018

14

10.21

96.1

9,798

81.793

120

2

TESTIGO

20/08/2018 03/09/2018

14

10.23

99.6

10,152

82.114

124

3

TESTIGO

20/08/2018 03/09/2018

14

10.19

98.5

10,042

81.473

123

4

TESTIGO

20/08/2018 03/09/2018

14

10.19

91.8

9,358

81.473

115

Resist. Promedio

119 5

TESTIGO

20/08/2018 03/09/2018

14

10.20

91.1

9,294

81.633

114

6

TESTIGO

20/08/2018 03/09/2018

14

10.19

102.5

10,456

81.553

128

7

TESTIGO

20/08/2018 03/09/2018

14

10.20

88.1

8,987

81.633

110

8

TESTIGO

20/08/2018 03/09/2018

14

10.18

94.1

9,598

81.393

118

DESVIACIÓN ESTANDAR 5.93

VARIANZA 35.14

COEF. DE VARIACION 4.98

227

GRÁFICO N°84: Ensayo de compresión CE01 a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CE01

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

20/08/2018 17/09/2018

28

10.18

99.0

10,097

81.313

124

2

TESTIGO

20/08/2018 17/09/2018

28

10.21

92.0

9,380

81.793

115

3

TESTIGO

20/08/2018 17/09/2018

28

10.27

104.8

10,691

82.838

129

4

TESTIGO

20/08/2018 17/09/2018

28

10.20

105.2

10,729

81.713

131

Resist. Promedio

125 5

TESTIGO

20/08/2018 17/09/2018

28

10.20

107.0

10,913

81.713

134

6

TESTIGO

20/08/2018 17/09/2018

28

10.21

98.3

10,027

81.793

123

7

TESTIGO

20/08/2018 17/09/2018

28

10.19

96.1

9,800

81.553

120

8

TESTIGO

20/08/2018 17/09/2018

28

10.21

101.7

10,374

81.873

127

DESVIACIÓN ESTANDAR 6.16

VARIANZA 37.98

COEF. DE VARIACION 4.93

228

CE02 GRÁFICO N°85: Ensayo de compresión CE02 a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CE02

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

21/08/2018 28/08/2018

7

10.18

146.0

14,885

81.313

183

2

TESTIGO

21/08/2018 28/08/2018

7

10.19

149.1

15,206

81.553

186

3

TESTIGO

21/08/2018 28/08/2018

7

10.21

169.3

17,263

81.793

211

4

TESTIGO

21/08/2018 28/08/2018

7

10.22

158.2

16,135

81.953

197

Resist. Promedio

195 5

TESTIGO

21/08/2018 28/08/2018

7

10.20

153.8

15,680

81.713

192

6

TESTIGO

21/08/2018 28/08/2018

7

10.19

153.2

15,624

81.473

192

7

TESTIGO

21/08/2018 28/08/2018

7

10.18

163.9

16,711

81.393

205

8

TESTIGO

21/08/2018 28/08/2018

7

10.17

152.6

15,564

81.153

192

DESVIACIÓN ESTANDAR 9.35

VARIANZA 87.36

COEF. DE VARIACION 4.79

229

GRÁFICO N°86: Ensayo de compresión CE02 a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CE02

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

21/08/2018 04/09/2018

14

10.19

168.8

17,210

81.473

211

2

TESTIGO

21/08/2018 04/09/2018

14

10.17

159.1

16,226

81.233

200

3

TESTIGO

21/08/2018 04/09/2018

14

10.18

148.5

15,138

81.393

186

4

TESTIGO

21/08/2018 04/09/2018

14

10.19

165.8

16,907

81.553

207

Resist. Promedio

205 5

TESTIGO

21/08/2018 04/09/2018

14

10.19

172.5

17,593

81.473

216

6

TESTIGO

21/08/2018 04/09/2018

14

10.19

160.1

16,323

81.553

200

7

TESTIGO

21/08/2018 04/09/2018

14

10.19

168.4

17,173

81.473

211

8

TESTIGO

21/08/2018 04/09/2018

14

10.19

165.1

16,838

81.473

207

DESVIACIÓN ESTANDAR 9.35

VARIANZA 87.36

COEF. DE VARIACION 4.56

230

GRÁFICO N°87: Ensayo de compresión CE02 a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVOS

CE02

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

21/08/2018 18/09/2018

28

10.19

178.7

18,224

81.553

223

2

TESTIGO

21/08/2018 18/09/2018

28

10.19

178.3

18,183

81.553

223

3

TESTIGO

21/08/2018 18/09/2018

28

10.22

184.3

18,796

82.034

229

4

TESTIGO

21/08/2018 18/09/2018

28

10.18

192.1

19,591

81.393

241

Resist. Promedio

229 5

TESTIGO

21/08/2018 18/09/2018

28

10.20

187.2

19,089

81.633

234

6

TESTIGO

21/08/2018 18/09/2018

28

10.19

171.1

17,447

81.553

214

7

TESTIGO

21/08/2018 18/09/2018

28

10.19

178.7

18,222

81.553

223

8

TESTIGO

21/08/2018 18/09/2018

28

10.19

194.8

19,859

81.473

244

DESVIACIÓN ESTANDAR 10.19

VARIANZA 103.84

COEF. DE VARIACION 4.45

231

CE03 GRÁFICO N°88: Ensayo de compresión CE03 a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

CE03

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

23/08/2018 30/08/2018

7

10.19

187.4

19,112

81.553

234

2

TESTIGO

23/08/2018 30/08/2018

7

10.19

201.6

20,558

81.473

252

3

TESTIGO

23/08/2018 30/08/2018

7

10.19

179.9

18,343

81.473

225

4

TESTIGO

23/08/2018 30/08/2018

7

10.21

196.9

20,082

81.873

245

Resist. Promedio

239 5

TESTIGO

23/08/2018 30/08/2018

7

10.19

185.8

18,944

81.473

233

6

TESTIGO

23/08/2018 30/08/2018

7

10.22

190.1

19,389

82.034

236

7

TESTIGO

23/08/2018 30/08/2018

7

10.19

202.2

20,620

81.473

253

8

TESTIGO

23/08/2018 30/08/2018

7

10.20

185.6

18,926

81.713

232

DESVIACIÓN ESTANDAR 10.11

VARIANZA 102.21

COEF. DE VARIACION 4.23

232

GRÁFICO N°89: Ensayo de compresión CE03 a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

CE03

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

23/08/2018 06/09/2018

14

10.20

202.0

20,600

81.713

252

2

TESTIGO

23/08/2018 06/09/2018

14

10.18

211.8

21,601

81.313

266

3

TESTIGO

23/08/2018 06/09/2018

14

10.20

191.0

19,479

81.713

238

4

TESTIGO

23/08/2018 06/09/2018

14

10.19

206.3

21,040

81.553

258

Resist. Promedio

251 5

TESTIGO

23/08/2018 06/09/2018

14

10.19

198.3

20,217

81.553

248

6

TESTIGO

23/08/2018 06/09/2018

14

10.17

198.7

20,259

81.153

250

7

TESTIGO

23/08/2018 06/09/2018

14

10.19

207.1

21,122

81.473

259

8

TESTIGO

23/08/2018 06/09/2018

14

10.17

191.0

19,477

81.233

240

DESVIACIÓN ESTANDAR 9.55

VARIANZA 91.13

COEF. DE VARIACION 3.80

233

GRÁFICO N°90: Ensayo de compresión CE03 a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

CE03

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

23/08/2018 20/09/2018

28

10.14

197.2

20,104

80.754

249

2

TESTIGO

23/08/2018 20/09/2018

28

10.19

197.4

20,132

81.473

247

3

TESTIGO

23/08/2018 20/09/2018

28

10.17

197.1

20,101

81.233

247

4

TESTIGO

23/08/2018 20/09/2018

28

10.19

212.4

21,663

81.473

266

Resist. Promedio

254 5

TESTIGO

23/08/2018 20/09/2018

28

10.21

204.3

20,836

81.793

255

6

TESTIGO

23/08/2018 20/09/2018

28

10.21

205.5

20,952

81.873

256

7

TESTIGO

23/08/2018 20/09/2018

28

10.18

215.6

21,988

81.313

270

8

TESTIGO

23/08/2018 20/09/2018

28

10.23

194.2

19,800

82.194

241

DESVIACIÓN ESTANDAR 9.98

VARIANZA 99.55

COEF. DE VARIACION 3.93

234

ANEXO 03: ENSAYOS EN LA FASE ÓPTIMA ➢ Resistencia a la compresión Espuma de concreto GRÁFICO N°91: Ensayo de compresión ESP-OP a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

ESP-OP

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.17

36.4

3,711

81.233

46

2

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.22

36.0

3,668

81.953

45

3

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.18

38.7

3,949

81.393

49

4

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.19

34.4

3,509

81.473

43

Resist. Promedio

46 5

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.17

35.4

3,614

81.233

44

6

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.19

39.3

4,009

81.473

49

7

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.18

35.6

3,627

81.393

45

8

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.21

38.0

3,878

81.793

47

DESVIACIÓN ESTANDAR 2.20

VARIANZA 4.86

COEF. DE VARIACION 4.79

235

GRÁFICO N°92: Ensayo de compresión ESP-OP a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

ESP-OP

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.19

39.0

3,973

81.473

49

2

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.22

40.1

4,088

82.034

50

3

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.20

37.2

3,792

81.633

46

4

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.21

37.3

3,799

81.793

46

Resist. Promedio

49 5

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.19

40.2

4,099

81.473

50

6

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.19

41.0

4,184

81.553

51

7

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.21

40.4

4,115

81.873

50

8

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.22

42.0

4,281

81.953

52

DESVIACIÓN ESTANDAR 2.19

VARIANZA 4.79

COEF. DE VARIACION 4.46

236

GRÁFICO N°93: Ensayo de compresión ESP-OP a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

ESP-OP

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.20

39.1

3,987

81.713

49

2

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.19

40.4

4,123

81.473

51

3

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.18

43.3

4,419

81.393

54

4

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.18

37.7

3,841

81.313

47

Resist. Promedio

50 5

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.17

39.9

4,066

81.233

50

6

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.16

41.5

4,227

81.073

52

7

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.19

40.8

4,160

81.473

51

8

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.20

37.8

3,851

81.633

47

DESVIACIÓN ESTANDAR 2.42

VARIANZA 5.84

COEF. DE VARIACION 4.83

237

Concreto liviano no estructural

GRÁFICO N°94: Ensayo de compresión CL-OP a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

CL-OP

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.18

75.4

7,690

81.393

94

2

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.20

74.7

7,615

81.633

93

3

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.20

72.3

7,377

81.633

90

4

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.19

71.5

7,289

81.553

89

Resist. Promedio

89 5

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.20

72.2

7,361

81.633

90

6

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.25

65.9

6,720

82.435

82

7

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.19

71.2

7,259

81.473

89

8

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.19

67.9

6,922

81.553

85

DESVIACIÓN ESTANDAR 3.93

VARIANZA 15.43

COEF. DE VARIACION 4.41

238

GRÁFICO N°95: Ensayo de compresión CL-OP a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.19

83.0

8,461

81.473

104

2

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.19

84.4

8,610

81.473

106

3

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.17

83.8

8,542

81.233

105

4

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.15

85.6

8,732

80.914

108

Resist. Promedio

107 5

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.19

88.0

8,975

81.553

110

6

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.22

89.6

9,141

82.034

111

7

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.20

79.0

8,055

81.713

99

8

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.27

89.5

9,121

82.838

110

DESVIACIÓN ESTANDAR 4.00

VARIANZA 15.98

COEF. DE VARIACION 3.74

239

GRÁFICO N°96: Ensayo de compresión CL-OP a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.18

107.6

10,974

81.393

135

2

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.19

119.3

12,166

81.473

149

3

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.17

115.1

11,736

81.153

145

4

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.20

110.0

11,216

81.633

137

Resist. Promedio

139 5

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.20

107.4

10,954

81.633

134

6

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.19

107.0

10,913

81.553

134

7

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.21

110.2

11,236

81.873

137

8

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.20

112.5

11,468

81.633

140

DESVIACIÓN ESTANDAR 5.49

VARIANZA 30.13

COEF. DE VARIACION 3.95

240

Concreto estructural de baja densidad

GRÁFICO N°97: Ensayo de compresión CE-OP a los 7 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

CE-OP

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.19

204.9

20,893

81.473

256

2

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.18

194.6

19,841

81.313

244

3

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.20

209.7

21,382

81.713

262

4

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.23

221.1

22,549

82.194

274

Resist. Promedio

264 5

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.19

204.8

20,881

81.553

256

6

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.22

230.2

23,473

81.953

286

7

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.20

209.6

21,371

81.713

262

8

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.20

218.1

22,243

81.713

272

DESVIACIÓN ESTANDAR 13.01

VARIANZA 169.14

COEF. DE VARIACION 4.93

241

GRÁFICO N°98: Ensayo de compresión CE-OP a los 14 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

CE-OP

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.18

226.2

23,064

81.393

283

2

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.19

220.7

22,504

81.553

276

3

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.21

238.9

24,360

81.793

298

4

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.20

228.3

23,278

81.633

285

Resist. Promedio

290 5

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.19

219.8

22,413

81.473

275

6

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.21

242.7

24,753

81.793

303

7

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.18

243.0

24,781

81.393

304

8

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.20

239.1

24,378

81.633

299

DESVIACIÓN ESTANDAR 11.98

VARIANZA 143.41

COEF. DE VARIACION 4.13

242

GRÁFICO N°99: Ensayo de compresión CE-OP a los 28 días.

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C - 39

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

CE-OP

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Carga Carga (días) (cm) Max.(KN) Max.(Kg)

Area Res. Obt. (cm2) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.18

229.9

23,438

81.393

288

2

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.19

243.8

24,861

81.473

305

3

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.19

219.6

22,389

81.553

275

4

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.18

244.0

24,882

81.313

306

Resist. Promedio

296 5

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.18

245.6

25,044

81.393

308

6

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.18

243.5

24,828

81.393

305

7

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.19

241.4

24,619

81.553

302

8

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.17

223.3

22,767

81.233

280

DESVIACIÓN ESTANDAR 13.11

VARIANZA 171.84

COEF. DE VARIACION 4.43

243

➢ Resistencia a la tracción por compresión diametral Espuma de concreto GRÁFICO N°100: Ensayo de tracción ESP-OP a los 7 días.

ENSAYO DE TRACCIÓN SEGÚN NORMA NTP 339. 084

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Long. Carga Carga Resist. (días) (cm) (cm) Max.(KN) Max.(Kg) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.20

20.60

18.5

1,891

5.73

2

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.18

20.91

18.2

1,854

5.55

3

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.20

20.67

19.1

1,948

5.89

4

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.19

20.73

19.3

1,971

5.94

ESP-OP Resist. Promedio

6 5

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.19

20.56

19.1

1,950

5.93

6

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.21

20.97

18.7

1,905

5.67

7

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.21

20.83

19.6

2,000

5.99

8

TESTIGO

11/09/2018 18/09/2018

7

10.17

20.79

16.6

1,692

5.09

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.30

VARIANZA 0.09

COEF. DE VARIACION 4.96

244

GRÁFICO N°101: Ensayo de tracción ESP-OP a los 14 días.

ENSAYO DE TRACCIÓN SEGÚN NORMA NTP 339. 084

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Long. Carga Carga Resist. (días) (cm) (cm) Max.(KN) Max.(Kg) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.22

20.80

18.0

1,838

5.51

2

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.20

20.49

19.3

1,965

5.99

3

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.19

20.84

18.7

1,909

5.72

4

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.19

20.85

20.1

2,049

6.14

ESP-OP Resist. Promedio

6 5

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.20

21.05

19.5

1,993

5.91

6

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.18

20.71

20.4

2,083

6.29

7

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.18

20.71

20.1

2,052

6.20

8

TESTIGO

11/09/2018 25/09/2018

14

10.21

20.84

20.6

2,097

6.27

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.28

VARIANZA 0.08

COEF. DE VARIACION 4.67

245

GRÁFICO N°102: Ensayo de tracción ESP-OP a los 28 días.

ENSAYO DE TRACCIÓN SEGÚN NORMA NTP 339. 084

Relación agua/cemento:

0.45 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Long. Carga Carga Resist. (días) (cm) (cm) Max.(KN) Max.(Kg) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.25

20.66

20.9

2,130

6.41

2

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.31

20.53

20.2

2,055

6.18

3

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.21

20.68

18.2

1,860

5.61

4

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.17

20.78

21.1

2,155

6.49

ESP-OP Resist. Promedio

6 5

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.24

20.62

19.9

2,024

6.11

6

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.19

20.56

18.9

1,924

5.85

7

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.18

20.65

19.7

2,004

6.07

8

TESTIGO

11/09/2018 09/10/2018

28

10.24

20.70

20.1

2,053

6.17

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.28

VARIANZA 0.08

COEF. DE VARIACION 4.73

246

Concreto liviano no estructural

GRÁFICO N°103: Ensayo de tracción CL-OP a los 7 días.

ENSAYO DE TRACCIÓN SEGÚN NORMA NTP 339. 084

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Long. Carga Carga Resist. (días) (cm) (cm) Max.(KN) Max.(Kg) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.21

20.46

28.8

2,939

8.96

2

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.16

20.44

26.1

2,659

8.16

3

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.18

20.38

29.1

2,962

9.09

4

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.21

20.41

29.3

2,992

9.14

CL-OP Resist. Promedio

9 5

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.21

20.47

25.9

2,637

8.04

6

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.14

20.62

28.6

2,911

8.86

7

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.19

20.48

28.2

2,872

8.77

8

TESTIGO

04/09/2018 11/09/2018

7

10.14

20.44

28.6

2,911

8.95

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.42

VARIANZA 0.17

COEF. DE VARIACION 4.64

247

GRÁFICO N°104: Ensayo de tracción CL-OP a los 14 días.

ENSAYO DE TRACCIÓN SEGÚN NORMA NTP 339. 084

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Long. Carga Carga Resist. (días) (cm) (cm) Max.(KN) Max.(Kg) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.22

20.44

29.4

3,001

9.15

2

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.20

20.45

28.9

2,942

8.99

3

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.19

20.52

32.8

3,346

10.19

4

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.18

20.34

28.5

2,902

8.92

CL-OP Resist. Promedio

9 5

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.19

20.40

28.9

2,951

9.04

6

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.19

20.33

28.5

2,908

8.94

7

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.19

20.35

29.7

3,024

9.29

8

TESTIGO

04/09/2018 18/09/2018

14

10.19

20.57

30.8

3,141

9.54

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.43

VARIANZA 0.19

COEF. DE VARIACION 4.78

248

GRÁFICO N°105: Ensayo de tracción CL-OP a los 28 días.

ENSAYO DE TRACCIÓN SEGÚN NORMA NTP 339. 084

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Long. Carga Carga Resist. (días) (cm) (cm) Max.(KN) Max.(Kg) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.21

20.40

28.6

2,919

8.93

2

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.23

20.29

29.4

2,999

9.20

3

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.20

20.43

29.2

2,976

9.09

4

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.19

20.32

29.7

3,029

9.32

CL-OP Resist. Promedio

9 5

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.19

20.45

27.4

2,792

8.53

6

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.23

20.58

26.2

2,674

8.09

7

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.19

20.33

26.7

2,722

8.36

8

TESTIGO

04/09/2018 02/10/2018

28

10.18

20.36

27.1

2,758

8.47

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.44

VARIANZA 0.20

COEF. DE VARIACION 4.93

249

Concreto estructural de baja densidad

GRÁFICO N°106: Ensayo de tracción CE-OP a los 7 días.

ENSAYO DE TRACCIÓN SEGÚN NORMA NTP 339. 084

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

7 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Long. Carga Carga Resist. (días) (cm) (cm) Max.(KN) Max.(Kg) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.18

21.15

64.3

6,561

19.41

2

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.19

20.40

65.4

6,666

20.43

3

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.14

20.39

65.6

6,684

20.59

4

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.21

20.42

59.3

6,042

18.45

CE-OP Resist. Promedio

19 5

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.19

20.45

61.4

6,263

19.15

6

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.19

20.49

60.0

6,113

18.64

7

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.22

20.50

65.1

6,633

20.16

8

TESTIGO

05/09/2018 12/09/2018

7

10.18

20.26

60.9

6,206

19.17

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.81

VARIANZA 0.65

COEF. DE VARIACION 4.24

250

GRÁFICO N°107: Ensayo de tracción CE-OP a los 14 días.

ENSAYO DE TRACCIÓN SEGÚN NORMA NTP 339. 084

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

14 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Long. Carga Carga Resist. (días) (cm) (cm) Max.(KN) Max.(Kg) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.19

20.53

65.0

6,632

20.18

2

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.21

20.39

66.4

6,775

20.73

3

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.20

20.55

59.5

6,063

18.42

4

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.19

20.54

59.7

6,084

18.51

CE-OP Resist. Promedio

20 5

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.20

20.50

61.0

6,221

18.95

6

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.19

20.53

67.1

6,837

20.81

7

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.19

20.53

63.0

6,420

19.54

8

TESTIGO

05/09/2018 19/09/2018

14

10.20

20.44

66.0

6,727

20.55

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.99

VARIANZA 0.98

COEF. DE VARIACION 4.96

251

GRÁFICO N°108: Ensayo de tracción CE-OP a los 28 días.

ENSAYO DE TRACCIÓN SEGÚN NORMA NTP 339. 084

Relación agua/cemento:

0.40 Fecha de Vaciado

Fecha de Ensayo

CON ADITIVO

28 días de curado

N° Mst.

Estructura o Identificación

Edad Diam. Long. Carga Carga Resist. (días) (cm) (cm) Max.(KN) Max.(Kg) (Kg/cm2)

1

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.19

20.44

62.6

6,378

19.50

2

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.19

20.41

67.4

6,876

21.05

3

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.18

20.41

63.1

6,430

19.71

4

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.21

20.52

63.5

6,479

19.70

CE-OP Resist. Promedio

20 5

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.19

20.41

66.4

6,766

20.72

6

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.21

20.46

57.8

5,893

17.97

7

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.20

20.44

66.1

6,742

20.60

8

TESTIGO

05/09/2018 03/10/2018

28

10.22

20.38

62.1

6,334

19.38

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.98

VARIANZA 0.95

COEF. DE VARIACION 4.88

252

➢ Ensayo de módulo de elasticidad Espuma de concreto GRÁFICO N°109: Ensayo módulo de elasticidad N°01 ESP-OP (28 días) DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DE CONCRETO A COMPRESIÓN ASTM C - 469 DATOS DE PROBETA : F'c Diseño Diametro (cm) Área (cm2) Fecha Vaciado Fecha Rotura Edad (días)

ESP-OP

N° 01

: : : : : :

≤ 50 (kg/cm2) 15.29 183.61 11/09/2018 09/10/2018 28

Rela ción a gua /cemento :

0.45

ESFUERZO MÁXIMO (KG/CM2)

50

LONGITUD DE MEDICIÓN- anillos (cm)

20.5

CARGA (Kg)

ESFUERZO (Kg/cm 2)

LECTURA (m m )

1000 2000 3000 4000

5.45 10.89 16.34 21.79

0.0200000 0.0730000 0.1230000 0.1800000

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN (cm ) REAL (cm ) UNITARIA

0.0020000 0.0073000 0.0123000 0.0180000

0.0010000 0.0036500 0.0061500 0.0090000

0.0000488 0.0001780 0.0003000 0.0004390

CALCULOS DE ESFUERZOS (S) Y DEFORMACIONES (e)

S1 (Esfuerzo a 0.00005) e1 (Deformación a 0.00005) S2 (40% Esfuerzo máx.) e2 (40% Esfuerzo máx.)

5.50 0.0000500 20.00 0.0003933

Gráfico de Esfuerzo vs Deformación Deformacion unitaria 30

MODULO ELASTICO : DE LA PROBETA N° 01 MODULO ELASTICO PROMEDIO

:

50,395

10

0

0.0000

OBSERVACIONES

: :

RESULTADOS

:

ESPECIFICACIONES

42,237

Esfuerzos (Kg/cm2)

20

0.0002

0.0004

0.0006

- Los Ensayos se realizaron según las Normas ASTM C-469. - La probeta se ensayo en condición humeda. - El Módulo Elástico Estático promedio del concreto a compresión es de 50,395 kg/cm2.

253

GRÁFICO N°110: Ensayo módulo de elasticidad N°02 ESP-OP (28 días) DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DE CONCRETO A COMPRESIÓN ASTM C - 469 DATOS DE PROBETA : F'c Diseño Diametro (cm) Área (cm2) Fecha Vaciado Fecha Rotura Edad (días)

ESP-OP

N° 02

: : : : : :

≤ 50 (kg/cm2) 15.27 183.13 11/09/2018 09/10/2018 28

Rela ción a gua /cemento :

0.45

ESFUERZO MÁXIMO (KG/CM2)

50

LONGITUD DE MEDICIÓN- anillos (cm)

20.5

CARGA (Kg)

ESFUERZO (Kg/cm 2)

LECTURA (m m )

1000 2000 3000 4000

5.46 10.92 16.38 21.84

0.0080000 0.0420000 0.0700000 0.1100000

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN (cm ) REAL (cm ) UNITARIA

0.0008000 0.0042000 0.0070000 0.0110000

0.0004000 0.0021000 0.0035000 0.0055000

0.0000195 0.0001024 0.0001707 0.0002683

CALCULOS DE ESFUERZOS (S) Y DEFORMACIONES (e)

S1 (Esfuerzo a 0.00005) e1 (Deformación a 0.00005) S2 (40% Esfuerzo máx.) e2 (40% Esfuerzo máx.)

7.47 0.0000500 20.00 0.0002354

Gráfico de Esfuerzo vs Deformación Deformacion unitaria 30

MODULO ELASTICO : DE LA PROBETA N° 02 MODULO ELASTICO PROMEDIO

:

50,395

10

0

0.0000

OBSERVACIONES

: :

RESULTADOS

:

ESPECIFICACIONES

67,584

Esfuerzos (Kg/cm2)

20

0.0002

0.0004

0.0006

- Los Ensayos se realizaron según las Normas ASTM C-469. - La probeta se ensayo en condición humeda. - El Módulo Elástico Estático promedio del concreto a compresión es de 50,395 kg/cm2.

254

GRÁFICO N°111: Ensayo módulo de elasticidad N°03 ESP-OP (28 días) DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DE CONCRETO A COMPRESIÓN ASTM C - 469 DATOS DE PROBETA : F'c Diseño Diametro (cm) Área (cm2) Fecha Vaciado Fecha Rotura Edad (días)

ESP-OP

N° 03

: : : : : :

≤ 50 (kg/cm2) 15.28 183.37 11/09/2018 09/10/2018 28

Rela ción a gua /cemento :

0.45

ESFUERZO MÁXIMO (KG/CM2)

50

LONGITUD DE MEDICIÓN- anillos (cm)

20.5

CARGA (Kg)

ESFUERZO (Kg/cm 2)

LECTURA (m m )

1000 2000 3000 4000

5.45 10.91 16.36 21.81

0.0170000 0.0520000 0.1280000 0.1750000

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN (cm ) REAL (cm ) UNITARIA

0.0017000 0.0052000 0.0128000 0.0175000

0.0008500 0.0026000 0.0064000 0.0087500

0.0000415 0.0001268 0.0003122 0.0004268

CALCULOS DE ESFUERZOS (S) Y DEFORMACIONES (e)

S1 (Esfuerzo a 0.00005) e1 (Deformación a 0.00005) S2 (40% Esfuerzo máx.) e2 (40% Esfuerzo máx.)

5.99 0.0000500 20.00 0.0003887

Gráfico de Esfuerzo vs Deformación Deformacion unitaria 30

MODULO ELASTICO : DE LA PROBETA N° 03 MODULO ELASTICO PROMEDIO

:

50,395

10

0

0.0000

OBSERVACIONES

: :

RESULTADOS

:

|

41,364

Esfuerzos (Kg/cm2)

20

0.0002

0.0004

0.0006

- Los Ensayos se realizaron según las Normas ASTM C-469. - La probeta se ensayo en condición humeda. - El Módulo Elástico Estático promedio del concreto a compresión es de 50,395 kg/cm2.

255

Concreto liviano no estructural

GRÁFICO N°112: Ensayo módulo de elasticidad N°01 CL-OP (28 días)

DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DE CONCRETO A COMPRESIÓN ASTM C - 469 DATOS DE PROBETA : F'c Diseño Diametro (cm) Área (cm2) Fecha Vaciado Fecha Rotura Edad (días)

CL-OP

N° 01

: 50<x>175 (kg/cm2) Relación agua/cemento : 0.4 : 15.13 : 179.79 : ESFUERZO MÁXIMO (KG/CM2) 04/09/2018 : 02/10/2018 : LONGITUD DE MEDICIÓN- anillos (cm) 28 CARGA (Kg)

ESFUERZO (Kg/cm 2)

LECTURA (m m )

1000 2000 3000 4000 5000 10000

5.56 11.12 16.69 22.25 27.81 55.62

0.0200000 0.0440000 0.0660000 0.0870000 0.1070000 0.2100000

139 20.5

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN (cm ) REAL (cm ) UNITARIA

0.0020000 0.0044000 0.0066000 0.0087000 0.0107000 0.0210000

0.0010000 0.0022000 0.0033000 0.0043500 0.0053500 0.0105000

0.0000488 0.0001073 0.0001610 0.0002122 0.0002610 0.0005122

CALCULOS DE ESFUERZOS (S) Y DEFORMACIONES (e)

S1 (Esfuerzo a 0.00005) e1 (Deformación a 0.00005) S2 (40% Esfuerzo máx.) e2 (40% Esfuerzo máx.)

5.67 0.0000500 55.60 0.0005120

Gráfico de Esfuerzo vs Deformación Deformacion unitaria 60

50

Esfuerzos (Kg/cm2)

40 30

MODULO ELASTICO : DE LA PROBETA N° 01

108,074

20 10

MODULO ELASTICO PROMEDIO

:

98,128

0

0.0000

0.0002

0.0004

0.0006

: :

- Los Ensayos se realizaron según las Normas ASTM C-469.

OBSERVACIONES RESULTADOS

:

- El Módulo Elástico Estático promedio del concreto a compresión es de 98,128 kg/cm2.

ESPECIFICACIONES

- La probeta se ensayo en condición humeda.

256

GRÁFICO N°113: Ensayo módulo de elasticidad N°02 CL-OP (28 días) DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DE CONCRETO A COMPRESIÓN ASTM C - 469 DATOS DE PROBETA : F'c Diseño Diametro (cm) Área (cm2) Fecha Vaciado Fecha Rotura Edad (días)

CL-OP

N° 02

: 50<x>175 (kg/cm2) Rela ción a gua /cemento : 0.4 : 15.13 : 179.79 : ESFUERZO MÁXIMO (KG/CM2) 04/09/2018 : 02/10/2018 : LONGITUD DE MEDICIÓN- anillos (cm) 28 CARGA (Kg)

ESFUERZO (Kg/cm 2)

LECTURA (m m )

1000 2000 3000 4000 5000 10000

5.56 11.12 16.69 22.25 27.81 55.62

0.0090000 0.0300000 0.0550000 0.0760000 0.0960000 0.2200000

139 20.5

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN (cm ) REAL (cm ) UNITARIA

0.0009000 0.0030000 0.0055000 0.0076000 0.0096000 0.0220000

0.0004500 0.0015000 0.0027500 0.0038000 0.0048000 0.0110000

0.0000220 0.0000732 0.0001341 0.0001854 0.0002341 0.0005366

CALCULOS DE ESFUERZOS (S) Y DEFORMACIONES (e)

S1 (Esfuerzo a 0.00005) e1 (Deformación a 0.00005) S2 (40% Esfuerzo máx.) e2 (40% Esfuerzo máx.)

8.60 0.0000500 55.60 0.0005364

Gráfico de Esfuerzo vs Deformación Deformacion unitaria 60

50

Esfuerzos (Kg/cm2)

40 30

MODULO ELASTICO : DE LA PROBETA N° 02

96,628

20 10

MODULO ELASTICO PROMEDIO

:

0

0.0000

OBSERVACIONES

: :

RESULTADOS

:

ESPECIFICACIONES

98,128

0.0002

0.0004

0.0006

- Los Ensayos se realizaron según las Normas ASTM C-469. - La probeta se ensayo en condición humeda. - El Módulo Elástico Estático promedio del concreto a compresión es de 98,128 kg/cm2.

257

GRÁFICO N°114: Ensayo módulo de elasticidad N°03 CL-OP (28 días) DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DE CONCRETO A COMPRESIÓN ASTM C - 469 DATOS DE PROBETA : F'c Diseño Diametro (cm) Área (cm2) Fecha Vaciado Fecha Rotura Edad (días)

CL-OP

N° 03

: 50<x>175 (kg/cm2) Relación agua/cemento : 0.4 : 15.13 : 179.79 : ESFUERZO MÁXIMO (KG/CM2) 04/09/2018 : 02/10/2018 : LONGITUD DE MEDICIÓN- anillos (cm) 28 CARGA (Kg)

ESFUERZO (Kg/cm 2)

LECTURA (m m )

1000 2000 3000 4000 5000 10000

5.56 11.12 16.69 22.25 27.81 55.62

0.0060000 0.0300000 0.0560000 0.0750000 0.1000000 0.2340000

139 20.5

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN (cm ) REAL (cm ) UNITARIA

0.0006000 0.0030000 0.0056000 0.0075000 0.0100000 0.0234000

0.0003000 0.0015000 0.0028000 0.0037500 0.0050000 0.0117000

0.0000146 0.0000732 0.0001366 0.0001829 0.0002439 0.0005707

CALCULOS DE ESFUERZOS (S) Y DEFORMACIONES (e)

S1 (Esfuerzo a 0.00005) e1 (Deformación a 0.00005) S2 (40% Esfuerzo máx.) e2 (40% Esfuerzo máx.)

8.92 0.0000500 55.60 0.0005705

Gráfico de Esfuerzo vs Deformación Deformacion unitaria 60

50

Esfuerzos (Kg/cm2)

40 30

MODULO ELASTICO : DE LA PROBETA N° 03

89,683

20 10

MODULO ELASTICO PROMEDIO

:

0

0.0000

OBSERVACIONES

: :

RESULTADOS

:

ESPECIFICACIONES

98,128

0.0002

0.0004

0.0006

- Los Ensayos se realizaron según las Normas ASTM C-469. - La probeta se ensayo en condición humeda. - El Módulo Elástico Estático promedio del concreto a compresión es de 98,128 kg/cm2.

258

Concreto estructural de baja densidad

GRÁFICO N°115: Ensayo módulo de elasticidad N°01 CE-OP (28 días) DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DE CONCRETO A COMPRESIÓN ASTM C - 469 DATOS DE PROBETA : F'c Diseño Diametro (cm) Área (cm2) Fecha Vaciado Fecha Rotura Edad (días)

CE-OP

N° 01

: : : : : :

0.4 > 175 (kg/cm2) Relación agua/cemento : 15.22 181.94 ESFUERZO MÁXIMO (KG/CM2) 05/09/2018 03/10/2018 LONGITUD DE MEDICIÓN- anillos (cm) 28 CARGA (Kg)

ESFUERZO (Kg/cm 2)

LECTURA (m m )

1000 2000 3000 4000 5000 10000 15000 20000 25000

5.5 10.99 16.49 21.99 27.48 54.96 82.44 109.93 137.41

0.0070000 0.0200000 0.0320000 0.0430000 0.0540000 0.1140000 0.1520000 0.2410000 0.3090000

296 20.5

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN (cm ) REAL (cm ) UNITARIA

0.0007000 0.0020000 0.0032000 0.0043000 0.0054000 0.0114000 0.0152000 0.0241000 0.0309000

0.0003500 0.0010000 0.0016000 0.0021500 0.0027000 0.0057000 0.0076000 0.0120500 0.0154500

0.0000171 0.0000488 0.0000780 0.0001049 0.0001317 0.0002780 0.0003707 0.0005878 0.0007537

CALCULOS DE ESFUERZOS (S) Y DEFORMACIONES (e)

11.22 0.0000500 118.40 0.0006389

Gráfico de Esfuerzo vs Deformación Deformacion unitaria 150 120 Esfuerzos (Kg/cm2)

S1 (Esfuerzo a 0.00005) e1 (Deformación a 0.00005) S2 (40% Esfuerzo máx.) e2 (40% Esfuerzo máx.)

90

MODULO ELASTICO : DE LA PROBETA N° 01

182,000

60

30

MODULO ELASTICO PROMEDIO

:

194,737

0

0.0000

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

: :

- Los Ensayos se realizaron según las Normas ASTM C-469.

OBSERVACIONES RESULTADOS

:

- El Módulo Elástico Estático promedio del concreto a compresión es de 194,737 kg/cm2.

ESPECIFICACIONES

- La probeta se ensayo en condición humeda.

259

GRÁFICO N°116: Ensayo de módulo de elasticidad N°02 CE-OP (28 días) DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DE CONCRETO A COMPRESIÓN ASTM C - 469 DATOS DE PROBETA : F'c Diseño Diametro (cm) Área (cm2) Fecha Vaciado Fecha Rotura Edad (días)

CE-OP

N° 02

: : : : : :

0.4 > 175 (kg/cm2) Relación agua/cemento : 15.27 183.13 ESFUERZO MÁXIMO (KG/CM2) 05/09/2018 03/10/2018 LONGITUD DE MEDICIÓN- anillos (cm) 28 CARGA (Kg)

ESFUERZO (Kg/cm 2)

LECTURA (m m )

1000 2000 3000 4000 5000 10000 15000 20000 25000

5.46 10.92 16.38 21.84 27.3 54.61 81.91 109.21 136.52

0.0060000 0.0150000 0.0270000 0.0360000 0.0470000 0.1000000 0.1530000 0.2090000 0.2820000

296 20.5

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN (cm ) REAL (cm ) UNITARIA

0.0006000 0.0015000 0.0027000 0.0036000 0.0047000 0.0100000 0.0153000 0.0209000 0.0282000

0.0003000 0.0007500 0.0013500 0.0018000 0.0023500 0.0050000 0.0076500 0.0104500 0.0141000

0.0000146 0.0000366 0.0000659 0.0000878 0.0001146 0.0002439 0.0003732 0.0005098 0.0006878

CALCULOS DE ESFUERZOS (S) Y DEFORMACIONES (e)

13.42 0.0000500 118.40 0.0005697

Gráfico de Esfuerzo vs Deformación Deformacion unitaria 150 120 Esfuerzos (Kg/cm2)

S1 (Esfuerzo a 0.00005) e1 (Deformación a 0.00005) S2 (40% Esfuerzo máx.) e2 (40% Esfuerzo máx.)

90

MODULO ELASTICO : DE LA PROBETA N° 02

202,001

60

30

MODULO ELASTICO PROMEDIO

:

194,737

0

0.0000

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

- Los Ensayos se realizaron según las Normas ASTM C-469.

OBSERVACIONES

: :

RESULTADOS

:

- El Módulo Elástico Estático promedio del concreto a compresión es de 194,737 kg/cm2.

ESPECIFICACIONES

- La probeta se ensayo en condición humeda.

260

GRÁFICO N°117: Ensayo de módulo de elasticidad N°03 CE-OP (28 días) DETERMINACIÓN DEL MÓDULO DE ELASTICIDAD ESTÁTICO DE CONCRETO A COMPRESIÓN ASTM C - 469 DATOS DE PROBETA : F'c Diseño Diametro (cm) Área (cm2) Fecha Vaciado Fecha Rotura Edad (días)

N° 03

: : : : : :

0.4 > 175 (kg/cm2) Relación agua/cemento : 15.26 182.89 ESFUERZO MÁXIMO (KG/CM2) 05/09/2018 03/10/2018 LONGITUD DE MEDICIÓN- anillos (cm) 28 CARGA (Kg)

ESFUERZO (Kg/cm 2)

LECTURA (m m )

1000 2000 3000 4000 5000 10000 15000 20000 25000

5.47 10.94 16.4 21.87 27.34 54.68 82.02 109.36 136.69

0.0040000 0.0150000 0.0280000 0.0340000 0.0460000 0.0930000 0.1550000 0.2160000 0.2760000

296 20.5

DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN DEFORMACIÓN (cm ) REAL (cm ) UNITARIA

0.0004000 0.0015000 0.0028000 0.0034000 0.0046000 0.0093000 0.0155000 0.0216000 0.0276000

0.0002000 0.0007500 0.0014000 0.0017000 0.0023000 0.0046500 0.0077500 0.0108000 0.0138000

0.0000098 0.0000366 0.0000683 0.0000829 0.0001122 0.0002268 0.0003780 0.0005268 0.0006732

CALCULOS DE ESFUERZOS (S) Y DEFORMACIONES (e)

13.25 0.0000500 118.40 0.0005752

Gráfico de Esfuerzo vs Deformación Deformacion unitaria 150 120 Esfuerzos (Kg/cm2)

S1 (Esfuerzo a 0.00005) e1 (Deformación a 0.00005) S2 (40% Esfuerzo máx.) e2 (40% Esfuerzo máx.)

90

MODULO ELASTICO : DE LA PROBETA N° 03

200,209

60

30

MODULO ELASTICO PROMEDIO

:

194,737

0

0.0000

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

: :

- Los Ensayos se realizaron según las Normas ASTM C-469.

OBSERVACIONES RESULTADOS

:

- El Módulo Elástico Estático promedio del concreto a compresión es de 194,737 kg/cm2.

ESPECIFICACIONES

- La probeta se ensayo en condición humeda.

261

➢ Ensayo de resistencia a la flexión del concreto Espuma de concreto GRÁFICO N°118: Resistencia a flexión del concreto ESP-OP (7 días)

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION DE CONCRETO DE VIGA SIMPLE CON CARGA AL TERCIO MEDIO DE LA LUZ

ASTM C - 78

f ' c de Diseño

: ≤ 50

Kg/cm2

N° Fecha de Estructura o Identificación Mst. Vaciado

Relacion agua/cemento: Fecha de Ensayo

Edad Ancho Alto Luz (días) Prom. Prom. Prom.

0.45 Carga Max. (KN)

ESP-OP Carga Res. Obt. Resist. Max. (Kg/cm2) Prom. (Kgf)

1

VIGA DE CONCRETO

11/09/2018 18/09/2018

7

15.44 15.41 46.50

5.80

591

7

2

VIGA DE CONCRETO

11/09/2018 18/09/2018

7

15.47 15.37 46.50

6.67

680

9

3

VIGA DE CONCRETO

11/09/2018 18/09/2018

7

15.45 15.35 46.50

6.24

636

8

8

ESPECIFICACIONES :

-

Los ensayos se realizaron según la Norma ASTM C - 78 y la NTP. 339.078.

:

-

Las vigas de mortero fueron elaboradas de acuerdo al diseño de mezcla solicitado.

-

El Módulo de rotura del concreto es de 8 kg/cm2.

OBSERVACIONES

RESULTADOS

:

Las vigas se ensayaron en condiciones humedas. La fractura se localizó dentro del tercio medio de la luz. Las dimensiones promedio del especimen se realizaron en la sección de falla.

262

GRÁFICO N°119: Resistencia a flexión del concreto ESP-OP (28 días)

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION DE CONCRETO DE VIGA SIMPLE CON CARGA AL TERCIO MEDIO DE LA LUZ

ASTM C - 78

f ' c de Diseño

: ≤ 50

Kg/cm2

N° Fecha de Estructura o Identificación Mst. Vaciado

Relacion agua/cemento: Fecha de Ensayo

Edad Ancho Alto Luz (días) Prom. Prom. Prom.

0.45 Carga Max. (KN)

ESP-OP Carga Res. Obt. Resist. Max. (Kg/cm2) Prom. (Kgf)

1

VIGA DE CONCRETO

11/09/2018 09/10/2018

28

15.41 15.45 46.50

9.08

926

12

2

VIGA DE CONCRETO

11/09/2018 09/10/2018

28

15.53 15.44 46.50

6.21

633

8

3

VIGA DE CONCRETO

11/09/2018 09/10/2018

28

15.46 15.44 46.50

6.85

698

9

10

ESPECIFICACIONES :

-

Los ensayos se realizaron según la Norma ASTM C - 78 y la NTP. 339.078.

:

-

Las vigas de mortero fueron elaboradas de acuerdo al diseño de mezcla solicitado.

-

El Módulo de rotura del concreto es de 10 kg/cm2.

OBSERVACIONES

RESULTADOS

:

Las vigas se ensayaron en condiciones humedas. La fractura se localizó dentro del tercio medio de la luz. Las dimensiones promedio del especimen se realizaron en la sección de falla.

263

Concreto liviano no estructural

GRÁFICO N°120: Resistencia a flexión del concreto CL-OP (7 días)

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION DE CONCRETO DE VIGA SIMPLE CON CARGA AL TERCIO MEDIO DE LA LUZ

ASTM C - 78

f ' c de Diseño :

50<x>175 Kg/cm2

N° Estructura o Identificación Mst.

Fecha de Vaciado

Relacion agua/cemento: Fecha de Ensayo

Edad Ancho Alto Luz (días) Prom. Prom. Prom.

0.4 Carga Max. (KN)

CL-OP Carga Res. Obt. Resist. Max. (Kg/cm2) Prom. (Kgf)

1

VIGA DE CONCRETO

04/09/2018 11/09/2018

7

15.32 15.49 46.50 11.68

1,191

15

2

VIGA DE CONCRETO

04/09/2018 11/09/2018

7

15.47 15.45 46.50 13.82

1,409

18

3

VIGA DE CONCRETO

04/09/2018 11/09/2018

7

15.35 15.44 46.50 13.62

1,388

18

ESPECIFICACIONES :

-

Los ensayos se realizaron según la Norma ASTM C - 78 y la NTP. 339.078.

:

-

Las vigas de mortero fueron elaboradas de acuerdo al diseño de mezcla solicitado.

-

El Módulo de rotura del concreto es de 17 kg/cm2.

OBSERVACIONES

RESULTADOS

:

17

Las vigas se ensayaron en condiciones humedas. La fractura se localizó dentro del tercio medio de la luz. Las dimensiones promedio del especimen se realizaron en la sección de falla.

264

GRÁFICO N°121: Resistencia a flexión del concreto CL-OP (28 días)

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION DE CONCRETO DE VIGA SIMPLE CON CARGA AL TERCIO MEDIO DE LA LUZ

ASTM C - 78

f ' c de Diseño :

50<x>175 Kg/cm2

N° Estructura o Identificación Mst.

Fecha de Vaciado

Relacion agua/cemento: Fecha de Ensayo

Luz Edad Ancho Alto (días) Prom. Prom. Prom.

0.4 Carga Max. (KN)

CL-OP Carga Res. Obt. Resist. Max. (Kg/cm2) Prom. (Kgf)

1

VIGA DE CONCRETO

04/09/2018 02/10/2018

28

15.43 15.50 46.50 13.08

1,333

17

2

VIGA DE CONCRETO

04/09/2018 02/10/2018

28

15.65 15.40 46.50 13.05

1,330

17

3

VIGA DE CONCRETO

04/09/2018 02/10/2018

28

15.67 15.53 46.50 13.53

1,379

17

ESPECIFICACIONES :

-

Los ensayos se realizaron según la Norma ASTM C - 78 y la NTP. 339.078.

:

-

Las vigas de mortero fueron elaboradas de acuerdo al diseño de mezcla solicitado.

-

El Módulo de rotura del concreto es de 17 kg/cm2.

OBSERVACIONES

RESULTADOS

:

17

Las vigas se ensayaron en condiciones humedas. La fractura se localizó dentro del tercio medio de la luz. Las dimensiones promedio del especimen se realizaron en la sección de falla.

265

Concreto estructural de baja densidad

GRÁFICO N°122: Resistencia a flexión del concreto CE-OP (7 días)

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION DE CONCRETO DE VIGA SIMPLE CON CARGA AL TERCIO MEDIO DE LA LUZ

ASTM C - 78

f ' c de Diseño

: > 175 Kg/cm2

N° Fecha de Estructura o Identificación Mst. Vaciado

Relacion agua/cemento: Fecha de Ensayo

Edad Ancho Alto Luz (días) Prom. Prom. Prom.

0.4 Carga Max. (KN)

CE-OP Carga Res. Obt. Resist. Max. (Kg/cm2) Prom. (Kgf)

1

VIGA DE CONCRETO

05/09/2018 12/09/2018

7

15.60 15.38 46.50 28.12

2,866

36

2

VIGA DE CONCRETO

05/09/2018 12/09/2018

7

15.41 15.49 46.50 29.98

3,056

38

3

VIGA DE CONCRETO

05/09/2018 12/09/2018

7

15.41 15.43 46.50 25.80

2,630

33

ESPECIFICACIONES :

-

Los ensayos se realizaron según la Norma ASTM C - 78 y la NTP. 339.078.

:

-

Las vigas de mortero fueron elaboradas de acuerdo al diseño de mezcla solicitado.

-

El Módulo de rotura del concreto es de 35.6666666666667 kg/cm2.

OBSERVACIONES

RESULTADOS

:

36

Las vigas se ensayaron en condiciones humedas. La fractura se localizó dentro del tercio medio de la luz. Las dimensiones promedio del especimen se realizaron en la sección de falla.

266

GRÁFICO N°123: Resistencia a flexión del concreto CE-OP (28 días)

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION DE CONCRETO DE VIGA SIMPLE CON CARGA AL TERCIO MEDIO DE LA LUZ

ASTM C - 78

f ' c de Diseño

: > 175 Kg/cm2

N° Fecha de Estructura o Identificación Mst. Vaciado

Relacion agua/cemento: Fecha de Ensayo

Edad Ancho Alto Luz (días) Prom. Prom. Prom.

0.4 Carga Max. (KN)

CE-OP Carga Res. Obt. Resist. Max. (Kg/cm2) Prom. (Kgf)

1

VIGA DE CONCRETO

05/09/2018 03/10/2018

28

15.61 15.40 46.50 29.09

2,965

37

2

VIGA DE CONCRETO

05/09/2018 03/10/2018

28

15.45 15.51 46.50 31.11

3,171

40

3

VIGA DE CONCRETO

05/09/2018 03/10/2018

28

15.42 15.55 46.50 29.88

3,046

38

ESPECIFICACIONES :

-

Los ensayos se realizaron según la Norma ASTM C - 78 y la NTP. 339.078.

:

-

Las vigas de mortero fueron elaboradas de acuerdo al diseño de mezcla solicitado.

-

El Módulo de rotura del concreto es de 38.3333333333333 kg/cm2.

OBSERVACIONES

RESULTADOS

:

38

Las vigas se ensayaron en condiciones humedas. La fractura se localizó dentro del tercio medio de la luz. Las dimensiones promedio del especimen se realizaron en la sección de falla.

267

ANEXO 04: CUADROS COMPARATIVOS DE PRECIOS ➢ Espuma de concreto TABLA N°115: Costo m3 de espuma de concreto ESP-OP DISEÑO: Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 (Neoplast) Aditivo 02 (Eucocell) MATERIALES CEMENTO AGUA AGREGADO FINO PERLA DE POLIESTIRENO NEOPLAST EUCOCELL

FLETE ADITIVO

ESPUMA DE CONCRETO - ESP-OP F´C 50 KG/CM2 VALORES DE DISEÑO : 222.20 : 98.75 : 575.76 : 8.68 : 1.33 : 0.044 PRECIO DE CONCRETO POR M3 P.U UNIDAD CANTIDAD (S/.) BLS 5.23 24.00 M3 0.10 7.00 M3 0.41 30.00 M3 0.79 110.00 KG 1.33 11.65 KG 0.044 19.29 Sub Total 01 KG

1.378

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 P.PARCIAL (S/.) 125.48 0.69 12.26 86.80 15.54 0.86 S/241.62

1.00 Sub Total 02

1.38 S/1.38

TOTAL

S/243.00

Fuente: Elaboración propia (2018)

268

TABLA N°116: Costo m3 de concreto (cemento-arena) f´c 20 kg/cm2 DISEÑO: Cemento Agua Agregado Fino MATERIALES CEMENTO AGUA AGREGADO FINO

CONCRETO CEMENTO-ARENA F´C 20 KG/CM2 VALORES DE DISEÑO : 147.7 : 325.0 : 1444.5 PRECIO DE CONCRETO POR M3 P.U UNIDAD CANTIDAD (S/.) BLS 3.48 24.00 M3 0.33 7.00 M3 0.996 30.00 Sub Total 01 TOTAL

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 P.PARCIAL (S/.) 83.41 2.28 29.89 S/115.57 S/115.57

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayo de Materiales de la Universidad Científica del Perú (2018)

GRÁFICO N°124: Precio comparativo ESP-OP vs Concreto f´c 20 kg/cm2

Fuente: Elaboración propia (2018)

269

➢ Concreto liviano no estructural TABLA N°117: Costo m3 de concreto liviano no estructural CL-OP DISEÑO: Cemento Agua Agregado Fino Perla de Poliestireno Aditivo 01 (Neoplast) Aditivo 02 (Eucocell) MATERIALES CEMENTO AGUA AGREGADO FINO PERLA DE POLIESTIRENO NEOPLAST EUCOCELL

FLETE ADITIVO

CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL - CL-OP F´C 139 KG/CM2 VALORES DE DISEÑO : 348.5 : 137.4 : 884.8 : 3.8 : 2.091 : 0.070 PRECIO DE CONCRETO POR M3 P.U UNIDAD CANTIDAD (S/.) BLS 8.20 24.00 M3 0.14 7.00 M3 0.63 30.00 M3 0.35 110.00 KG 2.091 11.65 KG 0.070 19.29 Sub Total 01 KG

2.161

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 P.PARCIAL (S/.) 196.80 0.96 18.84 38.00 24.37 1.34 S/280.31

1.00 Sub Total 02

2.16 S/2.16

TOTAL

S/282.47

Fuente: Elaboración propia (2018)

270

TABLA N°118: Costo m3 de concreto cemento arena f´c 175 kg/cm2 DISEÑO: Cemento Agua Agregado Fino MATERIALES CEMENTO AGUA AGREGADO FINO

CONCRETO CEMENTO-ARENA F´C 175 KG/CM2 VALORES DE DISEÑO : 425.0 : 255.0 : 1360.2 PRECIO DE CONCRETO POR M3 P.U UNIDAD CANTIDAD (S/.) BLS 10.00 24.00 M3 0.26 7.00 M3 0.97 30.00 Sub Total 01 TOTAL

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 P.PARCIAL (S/.) 240.00 1.79 29.04 S/270.83 S/270.83

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayo de Materiales de la Universidad Científica del Perú (2018)

GRÁFICO N°125: Precio comparativo CL-OP vs Concreto f´c 175 kg/cm2

Fuente: Elaboración propia (2018)

271

➢ Concreto estructural de baja densidad TABLA N°119: Costo m3 de concreto estructural de baja densidad CE-OP DISEÑO:

CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD - CE-OP F´C 296 KG/CM2 VALORES DE DISEÑO

Cemento Agua Agregado Fino Arcilla Expandida Aditivo 01 (Neoplast) Aditivo 02 (Eucocell)

: : : : : :

410.70 162.00 849.82 174.64 2.462 0.041

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3

PRECIO DE CONCRETO POR M3 MATERIALES

UNIDAD

CANTIDAD

CEMENTO AGUA AGREGADO FINO ARCILLA EXPANDIDA NEOPLAST EUCOCELL

BLS M3 M3 M3 KG KG

9.66 0.16 0.60 0.34 2.462 0.041

FLETE ARCILLA FLETE ADITIVO

KG KG

174.64 2.503

P.U (S/.) 24.00 7.00 30.00 2078.60 11.65 19.29 Sub Total 01

P.PARCIAL (S/.) 231.92 1.13 18.09 699.43 28.69 0.79 S/980.06

1.00 1.00 Sub Total 02

174.64 2.50 S/177.14

TOTAL

S/1,157.21

Fuente: Elaboración propia (2018)

272

TABLA N°120: Costo m3 de concreto (cemento-arena) f´c 210 kg/cm2 DISEÑO: Cemento Agua Agregado Fino MATERIALES CEMENTO AGUA AGREGADO FINO

CONCRETO CEMENTO-ARENA F´C 210 KG/CM2 VALORES DE DISEÑO : 432.20 : 255.00 : 1354.90 PRECIO DE CONCRETO POR M3 P.U UNIDAD CANTIDAD (S/.) BLS 10.17 24.00 M3 0.26 7.00 M3 0.96 30.00 Sub Total 01 TOTAL

Kg/m3 Kg/m3 Kg/m3 P.PARCIAL (S/.) 244.07 1.79 28.80 S/274.65 S/274.65

Fuente: Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayo de Materiales de la Universidad Científica del Perú (2018)

GRÁFICO N°126: Precio comparativo CE-OP vs Concreto f´c 210 kg/cm2

Fuente: Elaboración propia (2018)

273

ANEXO 05: VERIFICACIÓN ESTADÍSTICA DE HIPÓTESIS EVALUACION ESTADÍSTICA DE MUESTRAS DEL CONCRETO LIVIANO (ESPUMA DE CONCRETO, CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL Y CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD) ENSAYOS AL CONCRETO ENDURECIDO (PROPIEDAD MECÁNICA)

01-COMPRESION 01.01. ESPUMA DE CONCRETO ÓPTIMO: ESP-OP

ENSAYO DE COMPRESIÓN Relación agua/cemento:

SEGÚN NORMA ASTM C – 39 CON 7 días de 0.45 ADITIVO curado

ESP-OP

Especificación / Menor a 75%: 38.24 Comparación de Res. Obt. (Kg/cm2) a los 7 días VS 28 días de edad GET FILE='C:\Users\Pc\Desktop\TESIS VICTOR HUGO CONCRETO\TESIS -VIctor Hugo- Christian Roberto.sav'. DATASET NAME ConjuntoDatos1 WINDOW=FRONT. T-TEST GROUPS=edad(7 28) /MISSING=ANALYSIS /VARIABLES=resistencia /CRITERIA=CI(.95). [ConjuntoDatos1] C:\Users\Pc\Desktop\TESIS VICTOR HUGO CONCRETO\TESIS -VIctor Hugo- Christian Roberto.sav

Análisis exploratorio (ESPUMA COMPRESIÓN) Condiciones básicas 1. Verificar que las muestras sean homogéneas 2. Hacer el comparativo de los promedios 1-Verificación de la homogeneidad de las muestras: se utiliza la prueba de LEVENE a) Hipótesis: H0: Las muestras tienen varianzas iguales. Ha: Las muestras no tienen varianzas iguales b) Nivel de significación: 5% c) Estadística de Prueba: F de Levene d) Prueba

274

Prueba de Levene de igualdad de varianzas

prueba t para la igualdad de medias

Res. Obt. (Kg/cm2)

95% de intervalo de confianza de la diferencia F

Se asumen varianzas iguales

Sig. .039

t .846

-3.567

Sig. (bilateral)

gl 14

.003

Diferencia de medias -4.125000

Diferencia de error estándar 1.156310

Inferior

Superior

-6.605039

-1.644961

e) Decisión; si p valor es >a 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza p valor = 0.846 es mayor a 0.05: Se acepta la hipótesis nula f) Conclusión: las muestras del ensayo son homogéneas, indica sostenibilidad y confiabilidad en el proceso 2. Comparativo de promedios

Estadísticas de grupo Resistencia

Res. Obt. (Kg/cm2)

Desviación

Media de error

Edad

N

Media

estándar

estándar

7,00

8

46,00000

2,203893

,779194

28,00

8

50,12500

2,416461

,854348

El cociente C= resistencia anterior del proceso /resistencia posterior del proceso C=R7/R28=46/50.125= 0.9177=91.77%, indica que al séptimo día la muestra alcanzo el 91.77% de la resistencia que alcanzo a los 28 días, en consecuencia, se debe usar la espuma de concreto a los 7 días y no esperar los 28 días.

275

01.02. CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL ÓPTIMO: CL-OP

ENSAYO DE COMPRESIÓN SEGÚN NORMA ASTM C – 39 CL-OP

Especificación / Menor a 100%: 173.352 Comparación de Res. Obt. (Kg/cm2) a los 7 días VS 28 días de edad

GET FILE='C:\Users\Pc\Desktop\TESIS VICTOR HUGO CONCRETO\TESIS. -Barba Silva Christian Roberto y García Sánchez Víctor Hugo.sav'. DATASET NAME ConjuntoDatos1 WINDOW=FRONT. T-TEST GROUPS=edad(7 28) /MISSING=ANALYSIS /VARIABLES=resistencia.CL.OP /CRITERIA=CI(.95).

Análisis exploratorio 02. LIVIANO COMPRESION.V2 Condiciones básicas 1. Verificar que las muestras sean homogéneas 2. Hacer el comparativo de los promedios 1-Verificación de la homogeneidad de las muestras: se utiliza la prueba de LEVENE a) Hipótesis: H0: Las muestras de resistencia a la compresión en concreto liviano tienen varianzas iguales Ha: Las muestras no tienen varianzas iguales b) Nivel de significación: 5% c) Estadística de Prueba: F de Levene d) Prueba

Res. Obt. (Kg/cm2).7y 28dias.CLOP

Prueba de Levene de igualdad de varianzas

F Se asumen varianzas iguales

1,324

prueba t para la igualdad de medias

Sig.

t

gl

Sig. (bilateral)

,269

-20,901

14

.000

95% de intervalo de confianza de la diferencia

Diferencia de medias

Diferencia de error estándar

Inferior

Superior

-49,875

2,38625

54,993

-44,757

276

e) Decisión; si p valor es >a 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza p valor = 0.269, es mayor a 0.05: Se acepta la hipótesis nula f) Conclusión: las muestras del ensayo son homogéneas, indica sostenibilidad y confiabilidad en el proceso

2. Comparativo de promedios Estadísticas de grupo Resistencia edad

N

Media

Desviación

Media de error

estándar

estándar

Res. Obt. (Kg/cm2).7y

7dias

8

89,000

3,92792

1,38873

28dias.CL-OP

28 días

8

138,875

5,48862

1,94052

El cociente C= resistencia anterior del proceso /resistencia posterior del proceso C=R7/R28=89.00/138.75= 0.640864 = 64.09%, indica que al séptimo día la muestra alcanzó el 64.09% de la resistencia que alcanzo a los 28 días, en consecuencia, se debe usar el concreto liviano no estructural a los 7 días con cautela, caso contrario esperar los 28 días

277

01.03. CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD ÓPTIMO: CE-OP

GET FILE='C:\Users\Pc\Desktop\TESIS VICTOR HUGO CONCRETO\TESIS -VIctor Hugo- Christian Roberto.sav'. DATASET NAME ConjuntoDatos1 WINDOW=FRONT. T-TEST GROUPS=edad(7 28) /MISSING=ANALYSIS /VARIABLES=resistencia /CRITERIA=CI(.95). [ConjuntoDatos1] C:\Users\Pc\Desktop\TESIS VICTOR HUGO CONCRETO\TESIS -VIctor Hugo- Christian Roberto.sav

Análisis exploratorio (ESTRUCTURAL COMPRESION.V2) Condiciones básicas 1 Verificar que las muestras sean homogéneas 2 Hacer el comparativo de los promedios 1-Verificación de la homogeneidad de las muestras: se utiliza la prueba de LEVENE a) Hipótesis: H0: Las muestras de resistencia a la compresión en concreto estructural de baja densidad óptimo ( CE-OP), tienen varianzas iguales

H0: Las muestras de resistencia a la compresión en concreto estructural de baja densidad óptimo ( CE-OP), tienen varianzas diferentes

b) Nivel de significación: 5% c) Estadística de Prueba: F de Levene d) Prueba Prueba de homogeneidad de varianzas y muestras independientes

Res. Obt. (Kg/cm2).7y 28dias.CE OP-

Prueba de Levene de igualdad de varianzas

F Se asumen varianzas iguales

,181

prueba t para la igualdad de medias

Sig.

t

gl

,677

-4, 921

14

Sig. (bilateral) ,000

Diferencia de medias

Diferencia de error estándar

-

6.52861

32.125

95% de intervalo de confianza de la diferencia Inferior

Superior

-46,12748

-18.12252

278

e) Decisión; si p valor es >a 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza p valor = 0.677 es mayor a 0.05: Se acepta la hipótesis nula f) Conclusión: las muestras del ensayo son homogéneas, indica sostenibilidad y confiabilidad en el proceso 2. Comparativo de promedios

Estadísticas de grupo Resistencia

Desviación

Media de error

estándar

estándar

Edad

N

Media

Res. Obt. (Kg/cm2).7y

7

8

264,0000

13,00549

4,59814

28dias.CE-OP

28

8

296,1250

13,10875

4,63464

El cociente C= resistencia anterior del proceso /resistencia posterior del proceso C=R7/R28=264/296,1250= 0.8915 = 89.15 %, indica que al séptimo día la muestra alcanzo el 89.15 % de la resistencia que alcanzo a los 28 días, en consecuencia las muestras de resistencia a la compresión en concreto estructural de baja densidad óptimo (CE-OP), se debe utilizar a los 7 días y no esperar los 28 días

279

02. TRACCION 02.01. ESPUMA DE CONCRETO ÓPTIMO: ESP-OP Análisis exploratorio (TRACCIÓN EN CONCRETO ESPUMA ESP-OP) Condiciones básicas 1. Verificar que las muestras sean homogéneas 2. Hacer el comparativo de los promedios 1-Verificación de la homogeneidad de las muestras: se utiliza la prueba de LEVENE a) Hipótesis: H0: Las muestras de Resistencia a la tracción en concreto espuma ESP-OP tienen varianzas iguales H1: Las muestras de Resistencia a la tracción en concreto espuma ESP-OP tienen varianzas diferentes b) Nivel de significación: 5% c) Estadística de Prueba: F de Levene d) Prueba Prueba de homogeneidad de varianza y muestras independientes Prueba de Levene de Res. Obt. igualdad de varianzas (Kg/cm2).7y 28dias.ESPOPTRACCCION F Sig. Se asumen varianzas ,023 ,883 iguales

prueba t para la igualdad de medias 95% de intervalo de confianza de la diferencia t -2,664

gl 14

Sig. (bilateral) ,019

Diferencia de medias

Diferencia de error estándar

-38,750

14,54473

Inferior

Superior

-69,94534

-7,55466

e) Decisión; si p valor es >a 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza p valor = 0.883 es mayor a 0.05: Se acepta la hipótesis nula f) Conclusión: las muestras del ensayo son homogéneas, indica sostenibilidad y confiabilidad en el proceso

280

2. Comparativo de promedios

Estadísticas de grupo

edad 1 Res. Obt. (Kg/cm2).7y

7

28dias.ESP-OP-

28

TRACCCION

N

Media

Desviación

Media de error

estándar

estándar

8

572,3750

29,82299

10,54402

8

611,1250

28,33694

10,01862

Desviación

Media de error

estándar

estándar

Estadísticas de grupo Resistencia Edad

N

Media

Res. Obt. (Kg/cm2).7y

7dias

8

572,3750

29,82299

10,54402

28dias.ESP-OP-TRACCCION

28 dias

8

611,1250

28,33694

10,01862

El cociente C= resistencia anterior del proceso /resistencia posterior del proceso C=R7/R28= 572,3750/611,1250= 0.936592=93.66%, indica que al séptimo día la muestra alcanzo el 93.66%, de la resistencia a la tracción que alcanzo a los 28 días, en consecuencia se debe usar la Resistencia a la tracción en concreto espuma ESP-OP a los 7 días y no esperar los 28 días

281

02.02. CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL ÓPTIMO: CL-OP T-TEST GROUPS=edad (7 28) /MISSING=ANALYSIS /VARIABLES=TLIV.ResistenciaCL.OP.TRACCION /CRITERIA=CI(.95).

Análisis exploratorio (LIVIANO TRACCION (CL-OP-TRACCIÓN) Condiciones básicas 1. Verificar que las muestras sean homogéneas 2. Hacer el comparativo de los promedios 1-Verificación de la homogeneidad de las muestras: Se utiliza la prueba de LEVENE a) Hipótesis: H0: Las muestras de resistencia a la tracción en concreto liviano CL-OP tienen varianzas iguales H1: Las muestras de resistencia a la tracción en concreto liviano CL-OP tienen varianzas diferentes b) Nivel de significación: 5% c) Estadística de Prueba: F de Levene d) Prueba Prueba de homogeneidad de varianza y muestras independientes

Res. Obt. (Kg/cm2).7y 28diasCL-OPTRACCCION

Prueba de Levene de igualdad de varianzas

95% de intervalo de confianza de la diferencia F

Se asumen varianzas iguales

prueba t para la igualdad de medias

,386

Sig. ,544

t -,012

gl 14

Sig. (bilateral) ,991

Diferencia de medias

Diferencia de error estándar

-,00250

,21573

Inferior

Superior

-,46520

e) Decisión; si p valor es >a 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza p valor = 0.544 es mayor a 0.05: Se acepta la hipótesis nula f) Conclusión: las muestras del ensayo son homogéneas, indica sostenibilidad y confiabilidad en el proceso

282

,46020

2. Comparativo de promedios

Estadísticas de grupo Resistencia Media

Desviación

Media de error

estándar

estándar

Edad

N

Res. Obt. (Kg/cm2).7y

7dias

8

8,7463

,41686

,14738

28dias.CL--OP-TRACCCION

28 días

8

8,7488

,44560

,15754

El cociente C= resistencia anterior del proceso /resistencia posterior del proceso C=R7/R28= 8,7463/8,7488= 0.9997 = 99.97 %, indica que al séptimo día la muestra alcanzo el 99.97 de la resistencia a la tracción que alcanzo a los 28 días, en consecuencia es óptimo usar la Resistencia a la tracción en concreto liviano CL-OP-TRACCION A LOS siete días

283

02.03. CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD ÓPTIMO: CE-OP Análisis exploratorio (TRACCIÓN EN CONCRETO ESTRUCTURAL (CE-OP)) CE-OP T-TEST GROUPS=edad(7 28) /MISSING=ANALYSIS /VARIABLES=ESTResistenciaCE.OP.TRACCION /CRITERIA=CI(.95).

Condiciones básicas 1. Verificar que las muestras sean homogéneas 2. Hacer el comparativo de los promedios 1-Verificación de la homogeneidad de las muestras: se utiliza la prueba de LEVENE a) Hipótesis: H0: Las muestras de Resistencia a la tracción en concreto estructural (CE-OP) a los 7 y 28 días tienen varianzas iguales H1: Las muestras de Resistencia a la tracción en concreto estructural (CE-OP) a los 7 y 28 días tienen varianzas diferentes c) Estadística de Prueba: F de Levene d) Prueba Prueba de homogeneidad de varianza y muestras independientes Prueba de Levene de Res. Obt. igualdad de varianzas (Kg/cm2).7y 28dias.CE OPTRACCCION F Sig. Se asumen varianzas ,042 ,841 iguales

prueba t para la igualdad de medias 95% de intervalo de confianza de la diferencia t -,734

gl 14

Sig. (bilateral) ,475

Diferencia de medias

Diferencia de error estándar

-32,87500

44,81288

Inferior

Superior

-128,98907

e) Decisión; si p valor es >a 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza p valor = 0.841 es mayor a 0.05: Se acepta la hipótesis nula f) Conclusión: las muestras del ensayo son homogéneas, indica sostenibilidad y confiabilidad en el proceso

284

63,23907

2. Comparativo de promedios

Estadísticas de grupo Desviación

Media de error

edad

N

Media

estándar

estándar

Res. Obt. (Kg/cm2).7y

7

8

1950,0000

80,80134

28,56759

28dias.CE - OP-

28

8

1982,8750

97,65601

34,52661

TRACCCION

El cociente C= resistencia anterior del proceso /resistencia posterior del proceso C=R7/R28= 1950.00/1982,8750= 0.9834 =98.34%, indica que al séptimo día la muestra alcanzo el 98.34%, de la resistencia a la tracción CE-OP, que alcanzo a los 28 días, en consecuencia se debe usar la Resistencia a la tracción en concreto estructural CE-OP a los 7 días y no esperar los 28 días

285

03. RESISTENCIA A LA FLEXIÓN 03.01. ESPUMA DE CONCRETO OPTIMO (ESP-OP)

VIGA: ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXIÓN T-TEST GROUPS=edad (7 28) /MISSING=ANALYSIS /VARIABLES= Resistencia. VIG.ENS.RESISTENCIA.FLEXION.ESP.OP /CRITERIA=CI (.95).

Análisis exploratorio (ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXIÓN de ESPUMA DE CONCRETO OPTIMO (ESP-OP) Condiciones básicas 1. Verificar que las muestras sean homogéneas 2. Hacer el comparativo de los promedios 1-Verificación de la homogeneidad de las muestras: Se utiliza la prueba de LEVENE a) Hipótesis: H0: Las muestras de RESISTENCIA A LA FLEXIÓN de ESPUMA DE CONCRETO OPTIMO (ESP-OP) a los 7 y 28 días tienen varianzas iguales H1: Las muestras de RESISTENCIA A LA FLEXIÓN de ESPUMA DE CONCRETO OPTIMO (ESP-OP) a los 7 y 28 días no tienen varianzas iguales b) nivel de significación 5% c) Estadística de Prueba: F de Levene d) Prueba Prueba de homogeneidad de varianza y muestras independientes Res. Obt. (Kg/cm2).7y 28dias. Ensayo de Resistencia a la flexiónVIGA- ESPOP Se asumen varianzas iguales

Prueba de Levene de igualdad de varianzas

F

Sig.

t

2,286

,205

-1,250

prueba t para la igualdad de medias 95% de intervalo de confianza de Diferencia la diferencia Sig. Diferencia de error gl (bilateral) de medias estándar Inferior Superior 4

,279

-1,666667

1,333333

-5,368593

2,035260

e) Decisión; si p valor es >a 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza p valor = 0.205 es mayor a 0.05: Se acepta la hipótesis nula f) Conclusión:

286

- Las muestras del ensayo son homogéneas, indica sostenibilidad y confiabilidad en el proceso, - En la comparación de resistencias promedio, T de student indica que p-valor=0.388 es mayo del 5%, indica que se acepta la hipótesis nula que las resistencias promedio a los 7 y 28 días son iguales

2. Comparativo de promedios

Estadísticas de grupo Resistencia

Res. Obt. (Kg/cm2).7y

Desviación

Media de error

Edad

N

Media

estándar

estándar

7

3

8,00000

1,000000

,577350

28

3

9,66667

2,081666

1,201850

28dias. Ensayo de Resistencia a la flexiónVIGA- ESP-OP El cociente C= resistencia anterior del proceso /resistencia posterior del proceso C=R7/R28= 8.000 /9.666= 0.827643 =82.76 %, indica que al séptimo día la muestra alcanzo el 95.49 %, de la resistencia a la flexión Viga ESP-OP, que alcanzo a los 28 días, en consecuencia no es necesario esperar a los 28 días

287

03.02. CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL ÓPTIMO: CL-OP T-TEST GROUPS=edad (7 28) /MISSING=ANALYSIS /VARIABLES= Resistencia. VIG.ENS.RESISTENCIA.FLEXION.ESP.OP /CRITERIA=CI (.95). CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL ÓPTIMO (CL-OP))

Análisis exploratorio (ENSAYO DE RESISTENCIA DE CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL OPTIMO (CL-OP) Condiciones básicas 1. Verificar que las muestras sean homogéneas 2. Hacer el comparativo de los promedios 1-Verificación de la homogeneidad de las muestras: Se utiliza la prueba de LEVENE a) Hipótesis: H0: Las muestras de RESISTENCIA A LA FLEXIÓN DE CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL OPTIMO (CL-OP) a los 7 y 28 días tienen varianzas iguales H1: Las muestras de RESISTENCIA A LA FLEXIÓN DE CONCRETO LIVIANO NO ESTRUCTURAL OPTIMO (CL-OP) a los 7 y 28 días no tienen varianzas iguales b) nivel de significación 5% c) Estadística de Prueba: F de Levene d) Prueba Prueba de homogeneidad de varianza y muestras independientes

Prueba de Levene de igualdad de varianzas

Res. Obt. (Kg/cm2).7y 28dias. Ensayo de Resistencia a la flexión VIGA-CLOP

F Se asumen varianzas iguales

16,000

Sig. ,016

t ,000

prueba t para la igualdad de medias 95% de intervalo de confianza de la diferencia Diferencia Diferencia Sig. de de error gl (bilateral) medias estándar Inferior Superior 4

1,000

,000000

1,000000

-2,776445

e) Decisión; si p valor es >a 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza p valor = 0.016 es menor a 0.05: Se RECHAZA la hipótesis nula f) Conclusión:

288

2,776445

- Las muestras del ensayo no son homogéneas, NO EXISTE SOSTENIBILIDAD Y CONFIABILIDAD EN EL PROCESO, - En la comparación de resistencias promedio, T de student indica que p-valor= 1.00 es mayo del 5% , indica que se acepta la hipótesis nula que las resistencias promedio a los 7 y 28 días son iguales

2. Comparativo de promedios

Estadísticas de grupo Resistencia

Res. Obt. (Kg/cm2).7y

Desviación

Media de error

edad 1

N

Media

estándar

estándar

7

3

17,00000

1,732051

1,000000

28

3

17,00000

,000000

,000000

28dias. Ensayo de Resistencia a la flexión VIGA-CL-OP

El cociente C= resistencia anterior del proceso /resistencia posterior del proceso C=R7/R28= 17.000 /17.00= 1.00 =100 %, indica que al séptimo día la muestra alcanzo el 100 %, de la resistencia a la flexión de la Viga CL-OP, que alcanzo a los 28 días, en consecuencia no es necesario esperar a los 28 días

289

03.03. CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD ÓPTIMO: CE-OP T-TEST GROUPS=edad(7 28) /MISSING=ANALYSIS /VARIABLES=Resistencia.VIG.ENS.RESISTENCIA.FLEXION.CE.OP /CRITERIA=CI(.95).

ANÁLISIS EXPLORATORIO (ENSAYO DE RESISTENCIA CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD OPTIMO (CE-OP) Condiciones básicas 1. Verificar que las muestras sean homogéneas 2. Hacer el comparativo de los promedios 1-Verificación de la homogeneidad de las muestras: Se utiliza la prueba de LEVENE a) Hipótesis:

H0: Las muestras de RESISTENCIA A LA FLEXIÓN DE CONCRETO CONCRETO ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD OPTIMO (CE-OP) a los 7 y 28 días tienen varianzas iguales H1: Las muestras de RESISTENCIA A LA FLEXIÓN DE CONCRETO CONCRETO

ESTRUCTURAL DE BAJA DENSIDAD OPTIMO (CE-OP) a los 7 y 28 días no tienen varianzas iguales b) nivel de significación 5% c) Estadística de Prueba: F de Levene d) Prueba Prueba de homogeneidad de varianza y muestras independientes

Res. Obt. (Kg/cm2).7y 28dias. Ensayo de Resistencia a la flexiónVIGA- CEOP

Prueba de Levene de igualdad de varianzas

F Se asumen varianzas iguales

,643

Sig. ,468

t -1,569

gl 4

prueba t para la igualdad de medias 95% de intervalo de confianza de la diferencia Diferencia Sig. Diferencia de error (bilateral) de medias estándar Inferior Superior ,192

-2,666667

1,699673

-7,385716

2,052383

e) Decisión; si p valor es >a 0.05 se acepta la hipótesis nula, caso contrario se rechaza p valor = 0.468 es mayor a 0.05: Se acepta la hipótesis nula

290

f) Conclusión: - Las muestras del ensayo son homogéneas, EXISTE SOSTENIBILIDAD Y CONFIABILIDAD EN EL PROCESO, - En la comparación de resistencias promedio, T de student indica que p-valor= 0.192 es mayor del 5% , indica que se acepta la hipótesis nula que las resistencias promedio a los 7 y 28 días son iguales

2. Comparativo de promedios

Estadísticas de grupo Resistencia

Res. Obt. (Kg/cm2).7y

Desviación

Media de error

Edad

N

Media

estándar

estándar

7

3

35,66667

2,516611

1,452966

28

3

38,33333

1,527525

,881917

28dias. Ensayo de Resistencia a la flexiónVIGA- CE-OP

El cociente C= resistencia anterior del proceso /resistencia posterior del proceso C=R7/R28= 35.66667 /38.33333= 0.9304 = 3.04 %, indica que al séptimo día la muestra alcanzo el 93.04 %, de la resistencia a la flexión de la Viga CE-OP, que alcanzo a los 28 días, en consecuencia no es necesario esperar a los 28 días

291

ANEXO 06: FICHAS TÉCNICAS ➢ FICHA TÉCNICA DE CEMENTO SOL TIPO I

292

293

➢ FICHA TÉCNICA DE ADITIVO 01 – NEOPLAST 8500 HP

294

295

➢ FICHA TÉCNICA DE ADITIVO 02 – EUCOCELL 1000

296

297

298

➢ FICHA DE SEGURIDAD DE ARCILLA EXPANDIDA

299

300

301

302

303

304

305

306

307

➢ HOJA DE SEGURIDAD – EUCOCELL 1000

308

309

310

311

312

➢ HOJA DE SEGURIDAD - NEOPLAST 8500

313

314

315

316

ANEXO 07: TOMAS FOTOGRÁFICAS FOTO 01: Toma de la arena en la cantera Irina Gabriela

FOTO 02: Material en saco para la elaboración de la perla de poliestireno

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 03: Almacenamiento de las perlas de poliestireno

FOTO 04: Mezcla del agregado fino para los diseños

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

317

FOTO 05: Pesando el agregado fino para el análisis granulométrico

FOTO 06: Probetas de 4” x 8” de la marca Forney

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 07: Aditivos químicos Eucocell y Neoplast de QSI

FOTO 08: Mojando la muestra para el ensayo de gravedad específica y absorción del agregado fino

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

318

FOTO 09: Secado de la arena para el ensayo gravedad específica y absorción del agregado fino

FOTO 10: Muestra de la perla de poliestireno expandida

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 11: Frascos con agua para el ensayo de peso específico y absorción

FOTO 12: Perla de poliestireno para el ensayo de peso específico y absorción

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

319

FOTO 13: Muestra de la arcilla expandida de la marca Plagron

FOTO 14: Arcilla expandida en agua para ensayo de peso específico y absorción

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 15: Arcilla expandida en canastillas para ensayo de peso específico y absorción

FOTO 16: Agregado fino en ensayo de peso unitario compactado

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

320

FOTO 17: Pesando el agregado fino para el contenido de humedad

FOTO 18: Materiales para el diseño de prueba

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 19: Elaboración de concreto ligero con perla de poliestireno

FOTO 20: Compactación con varilla de 5/8” para ensayo de peso unitario del concreto

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

321

FOTO 21: Moldeo de muestras para ensayo de compresión

FOTO 22: Ensayo de slump en concreto ligero

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 23: Mezcla de los materiales en el trompo

FOTO 24: Colocación de las perlas de poliestireno en el trompo

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

322

FOTO 25: Concreto ligero en estado fresco

FOTO 26: Concreto ligero almacenado en probetas

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 27: Espécimen de concreto ligero con perlas de poliestireno

FOTO 28: Ensayo de slump para concreto ligero con arcilla expandida

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

323

FOTO 29: Ensayo de compresión para el concreto con arcilla expandida

FOTO 30: Especímenes de concreto ligero con arcilla expandida.

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 31: Muestra de espécimen de concreto con arcilla expandida después de rotura

FOTO 32: Recoleción de datos de los ensayos a compresión

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

324

FOTO 33: Alquiler del trompo de 9pie3

FOTO 34: Espécimen de espuma de concreto partido en 2

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 35: Pesado de los materiales para los ensayos en la fase óptima

FOTO 36: Vaciado del concreto ligero en los moldes metálicos

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

325

FOTO 37: Prueba de peso unitario y rendimiento en el concreto ligero

FOTO 38: Ensayo de exudación en el concreto ligero

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 39: Manual de ensayos de ensayos de laboratorio

FOTO 40: Ensayo de resistencia a la flexión en concreto ligero no estructural

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

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FOTO 41: Medición de diámetros de especímenes de concreto estructural

FOTO 42: Ensayo de compresión de concreto estructural

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 43: Vista de los resultados al ensayo de compresión

FOTO 44: Espécimen de concreto estructural partido en la mitad.

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

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FOTO 45: Ensayo de resistencia a la flexión de la espuma de concreto

FOTO 46: Ensayo de resistencia a la tracción en concreto ligero no estructural

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 47: Especímenes para ensayos en concreto estructural

FOTO 48: Colocación del espécimen para el ensayo de compresión

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

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FOTO 49: Vista de viga de espuma de concreto partido por la mitad

FOTO 50: Medición de largo de la viga de concreto estructural

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 51: Curado de especímenes de espuma de concreto

FOTO 52: Vista de viga de concreto ligero no estructural

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

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FOTO 53: Ensayo de resistencia a la flexión de la viga de concreto liviano no estructural

FOTO 54: Ensayo de resistencia a la flexión de la viga de concreto estructural

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

FOTO 55: Rotura a la flexión de viga de concreto estructural

FOTO 56: Ensayo de módulo de elasticidad en el concreto estructural

Fuente: Elaboración propia (2018)

Fuente: Elaboración propia (2018)

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