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Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno. by Luis Acosta is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License. República Bolivariana de Venezuela Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil Línea de investigación: Control de calidad. Tema: Mezclas experimentales de concreto. Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno. Tutor: Ing. Jorge Benítez C.I. 4.854.156 CIV 97311 Caracas, Agosto 2014. Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Civil, presentado por: Br. Acosta, Luis C.I. 18.749.394

Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

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Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de

polipropileno. by Luis Acosta is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License.

República Bolivariana de Venezuela

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil

Línea de investigación: Control de calidad.

Tema: Mezclas experimentales de concreto.

Análisis comparativo de la resistencia a compresión

de bloques huecos de concreto con la adición de fibra

de polipropileno.

Tutor:

Ing. Jorge Benítez

C.I. 4.854.156

CIV 97311

Caracas, Agosto 2014.

Trabajo de grado

para optar al título

de Ingeniero Civil,

presentado por:

Br. Acosta, Luis

C.I. 18.749.394

Page 2: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

ii

DEDICATORIA.

A mis padres y mis hermanas quienes estuvieron apoyándome

incondicionalmente en todas mis decisiones a lo largo de esta carrera.

A mi madre, por haber realizado su sueño de verme graduado de

ingeniero y de crecer tanto personal como profesionalmente con la

culminación de mi carrera, este triunfo es para ti más que nada.

A mis amigos quienes forman una parte importante en mi vida y los

cuales me han brindado su apoyo en todos los aspectos durante toda la

carrera.

A Lázaro, fiel compañero canino quien ha estado conmigo por más de

20 años y espero que dure un poco más

A mis compadres Vicky y Carlos Llagostera, Daniel y Arturo Rafael

más que ahijado y amigo son como hermanos, y son como mi segunda

familia, este triunfo también es para ustedes.

A mi abuela Inés María que aunque no esté conmigo siempre la llevo

presente, este triunfo también es para ti.

Luis Acosta.

Page 3: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

iii

AGRADECIMIENTOS.

Quiero agradecer a mis padres por todas las oportunidades que me

han brindado y todo el apoyo que me han dado en todas mis decisiones a lo

largo de mi vida, por la paciencia y tolerancia, en fin gracias por todo.

A la profesora y amiga Ing. Gladys Hernández la cual me brindó de

forma incondicional su apoyo y conocimiento no solo para este trabajo de

grado sino durante toda la carrera para ser un mejor profesional, gracias por

todo profe.

A mi tutor el Ing. Jorge Benítez el cual me brindó todo su conocimiento

para resolver y aclarar todas las dudas presentadas a lo largo de este trabajo

de grado.

A mis compañeros y amigos incondicionales los cuales tuve la

oportunidad de conocer durante mi carrera, Agostino Fruggiero, Michele

Solla, Francisco Ruiz, Luis Ruiz, Paulo de Sousa (G.I.), gracias por todo el

apoyo tanto académico como personal.

Luis Acosta.

Page 4: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

iv

República Bolivariana de Venezuela

Universidad Nueva Esparta

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil

Trabajo de Grado II

Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos

de concreto con la adición de fibra de polipropileno.

Autor: Acosta, Luis.

Tutor: Ing. Jorge Benítez.

Año 2014.

Resumen:

Actualmente el concreto es uno de los materiales más utilizados a nivel

mundial para la construcción, lo que conlleva a una búsqueda de evolucionar en el

uso del mismo utilizando diferentes aditivos o fibras en combinación con el mismo.

El alcance de esta investigación es realizar un análisis comparativo de

resistencia a compresión en bloques huecos de concreto tradicionales y bloques

huecos de concreto con adición de fibra de polipropileno.

Para esto se realizaron una cantidad total de 18 bloques de concreto con

diferentes diseños de mezcla, los cuales posteriormente fueron sometidos a

esfuerzos de compresión pura en el laboratorio de materiales de la empresa

Consulcret C.A. después de 30 días de realizados los bloques y se obtuvieron

resultados los cuales fueron analizados y evaluados con detalle para determinar la

influencia que tienen los bloques con adición de fibra de polipropileno con respecto

a los bloques tradicionales de concreto.

Page 5: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

v

Bolivarian Republic of Venezuela

Nueva Esparta University

Faculty of Engineering

School of Civil Engineering

Comparative analysis of the compression strength of concrete building

blocks with the addition of polypropylene fiber.

Author: Acosta, Luis.

Tutor: Ing. Jorge Benítez.

Year 2014.

Summary:

Currently concrete is one of the most used worldwide for building materials,

leading to a search for evolution in the use of the same fiber using different additives

or in combination therewith..

The scope of this research is a comparative analysis of compressive strength

in traditional concrete hollow blocks and blocks of concrete with addition of

polypropylene fiber.

For this a total of 18 concrete blocks with different mix designs were

performed, which were subsequently subjected to pure compression efforts in

laboratory materials company Consulcret CA after 30 days made the blocks and

results which were analyzed and evaluated in detail to determine the influence of the

blocks with the addition of polypropylene fiber with respect to traditional concrete

blocks were obtained.

Page 6: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

vi

ÍNDICE

DEDICATORIA ii

AGRADECIMIENTOS iii

Resumen iv

Summary v

INTRODUCCIÓN xii

CAPÍTULO I. EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN 1

1.1 Planteamiento del problema 2

1.2 Formulación del problema 4

1.3 Objetivos de la investigación 4

1.3.1 Objetivo general 4

1.3.2 Objetivo específico 4

1.4 Justificación de la investigación 5

1.5 Delimitaciones 5

1.5.1 Temática 5

1.5.2 Geográfica 6

1.5.3 Temporal 6

1.6 Limitaciones 6

1.7 Cronograma de ejecución del trabajo de grado 7

CAPÍTULO II. MARCO REFERENCIAL 8

2.1 Antecedentes de la investigación 9

2.2 Bases teóricas 13

2.2.1 Cemento 13

2.2.2 Tipos de cemento 13

2.2.3 Agregados 14

2.2.4 Características y propiedades de los agregados 15

2.2.4.1 Granulometría 15

2.2.4.2 Módulo de finura 16

2.2.4.3 Tamaño máximo del agregado 17

2.2.5 Concreto 17

2.2.5.1 Fraguado y endurecimiento 18

Page 7: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

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2.2.5.2 Resistencia 19

2.2.5.3 Trabajabilidad 19

2.2.5.4 Durabilidad 20

2.2.5.5 Reología 20

2.2.5.6 Retracción del concreto 20

2.2.5.7 Curado del concreto 21

2.2.6 Componentes del concreto 22

2.2.7 Tipos de fibras 23

2.2.7.1 Fibra de vidrio 24

2.2.7.2 Fibra de Carbono 25

2.2.8 Fibra de polipropileno 26

2.2.9 Características de la fibra de polipropileno 26

2.2.10 Propiedades de la fibra de polipropileno 27

2.2.11 Fibra de polipropileno Sikafiber AD 28

2.2.11.1 Descripción de la fibra de polipropileno Sikafiber AD 29

2.2.11.2 Ventajas de la fibra de polipropileno Sikafiber AD 30

2.2.11.3 Precauciones de uso de la fibra Sikafiber Ad 30

2.2.12 Concreto reforzado con fibra de polipropileno 31

2.2.13 Bloques de concreto según Norma COVENIN 32

2.2.14 Clasificación de los bloques 32

2.2.14.1 Según sus agregados 32

2.2.14.2 Según su uso 32

2.2.14.3 Apariencia y acabado 33

2.2.14.4 Dimensiones de los bloques 33

2.2.14.5 Resistencia a compresión de los bloques 33

2.2.14.6 Método de ensayo 34

2.2.14.7 Preparación de la muestra de ensayo 35

2.3 Sistema de variables 35

2.3.1 Cuadro de operacionalización de variables 36

2.4 Definición de términos básicos 39

41

Page 8: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

viii

CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO

3.1 Tipo de investigación 42

3.2 Diseño de la investigación 43

3.3 Población y muestra 44

3.2 Técnicas e instrumentos de recolección de datos 44

CAPÍTULO IV. PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

46

4.1 Procedimiento para el cálculo del diseño de mezcla tradicional 47

4.2 Procedimiento para el cálculo de la mezcla experimental con adición de fibra de polipropileno

49

4.3 Cálculo del diseño de mezcla tradicional 50

4.4 Cálculo del diseño de mezcla experimental con adición de fibra de polipropileno

58

4.5 Proceso de fabricación de bloques de concreto tradicionales y experimentales para ser sometidos a compresión

59

4.6 Preparación de la muestra para ser sometida a esfuerzos de compresión

63

4.7 Ensayos a compresión en bloques de concreto 63

4.7.1 Procedimiento realizado en campo para someter los bloques de concreto a ensayos a compresión

64

4.8 Resultados obtenidos de los esfuerzos a compresión en bloques de concreto

67

4.9 Análisis comparativo de resistencia en bloques huecos de concreto tradicionales y bloques huecos de concreto con adición de fibra de polipropileno con diseño de mezcla de fabricación

73

4.10 Costos de fabricación de bloques de concreto tradicionales y experimentales con fibra de polipropileno

79

4.11 Incremento de costos con respecto a la utilidad de los bloques huecos de concreto

82

CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES 85

5.2 RECOMENDACIONES 88

BIBLIOGRAFÍA 90

Page 9: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

ix

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla # 1 Tipos de cemento Portland

14

Tabla # 2 Dimensiones de los bloques de concreto

33

Tabla # 3 Resistencia a la compresión

34

Tabla # 4 Resistencia promedio a la compresión requerida, Fcr, cuando no se dispone de datos para establecer la desviación estándar

48

Tabla # 5 Relación Arena / Agregado total, β (%)

50

Tabla # 6 Cálculo de Resistencia Promedio Requerida (Fcr)

51

Tabla # 7 Relación Agua / Cemento máxima permisible cuando no existen datos de ensayos de resistencia o experiencia en obra

51

Tabla # 8 Interpolación del valor de resistencia especificada para este trabajo de investigación

52

Tabla # 9 Representación gráfica de la Ley de Abrams

53

Tabla # 10 Relación entre la trabajabilidad (T), el contenido de cemento (C) y la relación agua / cemento α

54

Tabla # 11 Resumen de dosificación de la mezcla

57

Tabla # 12 Resumen de dosificación por volumen

58

Tabla # 13 Dimensiones de bloque de concreto de 15cm

58

Tabla # 14 Dosificación para un bloque de concreto de 15cm

58

Tabla # 15 Dosificación de fibra de polipropileno para bloques

59

Tabla # 16 Dosificaciones para la mezcla experimental y para bloques de concreto experimentales

59

Tabla # 17 Cuadro de resultados de ensayos a compresión en bloques de concreto con diseño de mezcla calculado

67

Tabla # 18 Cuadro comparativo de resultados de ensayos a compresión en bloques de concreto tradicionales y bloques de concreto con fibra de polipropileno con diseño de mezcla de fabricación

74

Tabla # 19 Porcentaje de aumento de Rc (Kgf/cm2) de bloques de concreto experimentales con fibras de polipropileno con respecto a los bloques de concreto tradicionales

79

Page 10: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

x

Tabla # 20 Análisis de precio unitario de bloques de concreto tradicionales

80

Tabla # 21 Análisis de precio unitario para bloques de concreto experimentales con adición de fibra de polipropileno

81

Tabla # 22 Costos totales de fabricación de bloques de concreto tradicionales y experimentales y porcentaje de incremento de costos

82

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura # 1 Granulometría 16

Figura # 2 Concreto 18

Figura # 3 Retracción del concreto 22

Figura # 4 Curado del concreto 23

Figura # 5 Fibra de vidrio 25

Figura # 6 Fibra de Carbono Sika Carbodur 25

Figura # 7 Aplicación de fibra de carbono Sika Carbodur en estructuras 26

Figura # 8 Fibra de polipropileno 27

Figura # 9 Fibra de polipropileno Sikafiber AD 29

Figura # 10 Fibra de polipropileno Sikafiber AD 30

Figura # 11 Mezcla tradicional para bloques 61

Figura # 12 Mezcla experimental con fibra de polipropileno SIKAFIBER 61

Figura # 13 Máquina vibro-compactadora 62

Figura # 14 Bloques tradicionales de concreto 63

Figura # 15 Bloques de concreto con fibra de polipropileno SIKAFIBER 63

Figura # 16 Bloques de concreto con compuesto de yeso 64

Figura # 17 Peso de la muestra 65

Figura # 18 Planchas colocadas a ambos lados del bloque 66

Figura # 19 Bloque de concreto sometido a esfuerzo de compresión 66

Page 11: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

xi

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico # 1 Rc obtenida en bloques de concreto tradicionales con diseño de mezcla calculado

69

Gráfico # 2 Rc obtenida en bloques de concreto tradicionales con diseño de mezcla de fabricación

69

Gráfico # 3 Rc obtenida en bloques de concreto experimentales con adición de fibra de polipropileno

70

Gráfico # 4 Rc obtenida en bloques de concreto tradicionales y experimentales con diseños de mezcla utilizados

71

Gráfico # 5 Comparación de Rc obtenida en bloques de concreto tradicionales y experimentales con el diseño de mezcla de fabricación

72

Gráfico # 6 Análisis de resultados de Rc de bloques de concreto tradicionales

75

Gráfico # 7 Análisis de resultados de Rc de bloques de concreto experimentales con fibra de polipropileno

76

Gráfico # 8 Comparación de Rc entre bloques de concreto tradicionales y bloques de concreto experimentales con fibra de polipropileno

77

Gráfico # 9 Comparación de Rc entre bloques tradicionales de concreto y bloques experimentales con respecto a los diseños de mezcla empleados

78

Page 12: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

xii

INTRODUCCIÓN.

El concreto es un material que está formado principalmente por 3 elementos

básicos los cuales son: agua, cemento y agregados, se entiende por agregados

arena y piedra picada. El cemento es un material polvoriento que por sí mismo no es

aglomerante, y mezclado con agua se convierte en una pasta moldeable con

propiedades adherentes que en pocas horas fragua y se endurece.

En Venezuela se emplea el uso del concreto en cualquier tipo de obra civil

como son losas, vigas, columnas, bloques, pantallas atirantadas, puentes, entre

otros. Es por esto que este material es de gran importancia para la ingeniería y para

esta investigación que se basa en la fabricación de bloques de concreto

convencionales y bloques de concreto con fibra de polipropileno para

posteriormente realizar un análisis comparativo de su resistencia a compresión pura.

Existen diversas investigaciones que demuestran que el uso del concreto con

fibra de polipropileno ha logrado una gran evolución en todas sus propiedades como

son: cálculo, diseño, resistencia, durabilidad, entre otras características que esta

fibra le proporciona al concreto buscando siempre mejorar.

Esta investigación está basada en el estudio de la resistencia a compresión

entre los bloques convencionales de concreto y los bloques convencionales con

fibra de polipropileno, en realizar un diseño de mezcla para un bloque convencional

el cual deberá tener una resistencia entre 25 y 30 kg/cm2 y este mismo diseño de

mezcla para un bloque convencional con la adición de fibra de polipropileno, para

posteriormente realizar ensayos a compresión pura y determinar si con la nueva

condición que le otorga la fibra se logra obtener una mayor resistencia.

Finalmente con esta investigación se desea contribuir al desarrollo en el

campo de la ingeniería civil y en el uso del concreto con fibra de polipropileno para

ampliar su utilidad en todos los niveles constructivos.

El presente trabajo de investigación está constituido por un primer capítulo

llamado marco problemático en el cual se expone detalladamente el problema de

Page 13: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

xiii

investigación juntos con sus objetivos generales y específicos los cuales son

importantes cumplir para lograr la meta planteada en dicha investigación.

Un segundo capítulo denominado marco referencial en el cual se exponen los

antecedentes de la investigación, los cuales consisten en plantear investigaciones

anteriormente realizadas en otras carreras de ingeniería u otras universidades

referentes al área de investigación del presente trabajo las cuales sirven para

reforzar conocimientos y complementar ideas. Adicionalmente a lo anterior en este

capítulo se expone detalladamente toda la parte técnica y experimental, como

normas Covenin, métodos de ensayo, materiales a utilizar, entre otros los cuales

son necesarios para llevar a cabo el desarrollo del presente trabajo de investigación

y para sustentar las conclusiones finales de acuerdo a los resultados obtenidos.

Un capitulo número tres denominado marco metodológico en el cual se explica

el tipo, diseño y nivel de investigación del presente trabajo, así como también los

instrumentos que van a ser utilizados para la recolección de datos y la población y

muestra que se va a estudiar para posteriormente hacerle sus respectivo análisis y

definir resultados y conclusiones.

El cuarto capítulo de esta investigación llamado procedimiento y análisis de

resultados consiste en plantear de manera detallada el procedimiento para el logro

de los objetivos específicos, en este capítulo se realizarán los cálculos de los

diseños de mezcla que se van a utilizar para la elaboración de los bloques huecos

de concreto, la mezcla experimental con fibra de polipropileno, se explicará el

procedimiento para ser sometidos a compresión pura y se expondrán los resultados

obtenidos de los ensayos de laboratorio para posteriormente realizar el análisis

comparativo de resistencia entre ambos tipos de bloques, el cual es el objetivo

principal de esta investigación, para llegar a una conclusión final con respecto a los

resultados obtenidos.

El quinto y último capítulo de este trabajo de grado se denomina conclusiones

y recomendaciones, en el cual una vez analizados los resultados obtenidos de los

ensayos realizados se determinarán los aportes positivos y negativos del ensayo

realizado para llegar a una conclusión final y posteriormente realizar una serie de

Page 14: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

xiv

recomendaciones con respecto a que se debe mejorar, con que otro material se

podría trabajar, entre otros.

Page 15: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

.

CAPÍTULO I.

EL PROBLEMA DE LA

INVESTIGACIÓN

Page 16: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

2

1.1 Planteamiento del problema.

Actualmente, el concreto armado es uno de los materiales más usados en el

ámbito mundial para la construcción, lo que conlleva a la evolución de las exigencias

para cada uso del mismo. El uso de gran cantidad de aditivos en la mezcla de

concreto se ha utilizado para modernizar sus características, buscando siempre la

mejora de sus propiedades y comportamiento.

Según Blanco (2008), el concreto armado o reforzado apareció en la segunda

mitad del siglo XIX. Desde hace unos 4000 años ya se empleaban fibras a un

material para mejorar sus propiedades, pero estas fueron tan rusticas y de poca

resistencia comprobada que fueron sustituidas por fibras sintéticas. En1935, con la

invención del nylon, el interés del desarrollo de la fibra sintética creció de manera

rápida, ya que observaban la alta resistencia que obtenían con ella incorporándola a

la mezcla con un bajo costo de producción.

El concreto armado constructivamente es la utilización de concreto reforzado

con barras o malla de acero, también llamadas armaduras. Existe la posibilidad de

armarlo con fibras, que pueden ser plásticas, fibra de acero, fibra de vidrio o la

combinación entre ellas, dependiendo los requerimientos a los que estará sometido.

En los últimos años la utilización de fibra ha sido muy común en la aplicación de

concreto proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en

general.

Se ha experimentado que el concreto armado ha evolucionado a gran escala

en cuanto a su diseño, características, cálculo y tecnología, sin embargo todavía se

encuentran muchas interrogantes sobre lo que sucede cuando se agrega otro

compuesto a la mezcla de concreto, ya sea fibra de acero, polipropileno o

inorgánicas.

Las primeras adiciones que se hicieron a los materiales fueron con fibra

metálicas, sin embargo hoy en día el avance a gran escala de las industrias

petroquímicas ha permitido el empleo de fibras sintéticas, como la de polipropileno.

Page 17: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

3

A través de los años se ha desarrollado el uso de la fibra sintética, logrando

obtener mano de obra especializada y una tecnología avanzada. Una de las

características que hace al concreto un elemento ideal para la construcción de

cualquier elemento estructural es su alta resistencia a la compresión; en ese sentido

la Norma Venezolana COVENIN 273 – 78 (1998), define los términos relativos sobre

agregados destinados a la elaboración de concretos y morteros.

En Venezuela y el mundo uno de los usos más comunes que se le ha dado

al concreto es para la fabricación de bloques huecos, al emplear estos en

estructuras proporcionan una gran cantidad de ventajas con respecto a otros

materiales, tales como: su ventaja económico – arquitectónicas, facilidad de uso,

resistencia al fuego, aislante térmico y usando los procedimientos constructivos

adecuados se obtiene una buena resistencia sísmica.

Los requisitos mínimos que deben cumplir los bloques huecos de concreto

están citados en la norma COVENIN 42 – 1982, donde describe cuales son las

condiciones que se tienen que cumplir para que sean utilizados en la construcción

de paredes, como elementos para aligerar entrepisos y platabandas,

considerándolos a su vez solo como material de relleno.

La Norma Venezolana COVENIN solo habla sobre bloques de concreto, los

cuales solo están formados por polvillo de cemento, un agregado fino que es arena

y el agua, es por ello que la presente investigación estudia la posibilidad de

adicionar al bloque convencional de concreto una fibra.

La intención de esta investigación es determinar si el uso de la fibra de

polipropileno puede lograr mejorar la resistencia de bloques de concreto

convencionales para posteriormente darles uso a nivel estructural, así como también

darle mejoramiento a la resistencia a compresión de dichos bloques y mayor

durabilidad.

Page 18: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

4

1.2 Formulación del problema.

Los elementos expuestos anteriormente hacen que los investigadores se

formulen la siguiente interrogante:

¿La incorporación de la fibra de polipropileno en los bloques convencionales

de concreto aumentará la resistencia a compresión en comparación a los bloques

tradicionales sin adición de la fibra?

1.3 Objetivos de la investigación.

1.3.1 Objetivo general.

Analizar la resistencia a compresión de los bloques de concreto con adición

de fibra de polipropileno con respecto a la de los bloques tradicionales de concreto.

1.3.2 Objetivos específicos.

1. Diseñar una mezcla tradicional para bloques huecos de concreto con una

resistencia mínima de 25 kg/cm2.

2. Diseñar una mezcla tradicional para bloques huecos de concreto con la

adición de fibra de polipropileno, para una resistencia mínima de 25kg/cm2.

3. Modelar bloques huecos de concreto de 15cm mediante el uso de la

máquina vibro-compactadora, para ser sometidos a esfuerzos de

compresión.

4. Determinar la resistencia de los bloques tradicionales de concreto sometidos

a compresión.

5. Determinar la resistencia de los bloques de concreto con la adición de fibra

de polipropileno sometidos a compresión.

6. Analizar comparativamente la resistencia de los bloques tradicionales de

concreto y los bloques con adición de fibra de polipropileno sometido a

esfuerzos de compresión.

Page 19: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

5

1.4 Justificación de la investigación.

Actualmente en Venezuela realizar estudios de materiales compuestos en el

área de ingeniería civil es muy importante debido a la gran variedad de estos en el

mercado, así como también la escasez de muchos que son realmente necesarios al

momento de realizar una obra o proyecto.

Las primeras adiciones que se hicieron a los materiales fueron con fibra

metálicas, sin embargo hoy en día el avance a gran escala de las industrias

petroquímicas ha permitido el empleo de fibras sintéticas, como la de polipropileno.

Adicionalmente con la fibra de polipropileno se evitan agrietamientos del

concreto aportando un esfuerzo secundario a la tensión y otras fuerzas internas.

Esta investigación contribuiría al mejoramiento de las propiedades de bloques

huecos de concreto, así como también es un aporte al área de ingeniería civil desde

el punto de vista constructivo por el uso que se le puede dar a estos bloques con la

adición de esta nueva fibra. Adicionalmente a lo antes mencionado es una nueva

facilidad trabajar con la fibra de polipropileno debido a que actualmente en

Venezuela hay altos índices de escasez en los materiales para los usos

tradicionales en la construcción, o sino los mismos deben ser adquiridos a altos

costos en el mercado negro. A comparación de los materiales tradicionales para la

construcción esta nueva fibra de polipropileno es de fácil adquisición y a un bajo

costo lo cual es una gran ventaja al momento de realizar una obra o proyecto

porque permite aminorar costos de construcción.

1.5 Delimitaciones.

1.5.1 Temática.

El campo de estudio de esta investigación se delimitó en el área de la

ingeniería civil, específicamente en el análisis comparativo de la resistencia del

bloque hueco de concreto convencional y el bloque de concreto con adición de fibra

de polipropileno, y de conocimientos propios de la unidad curricular de la cátedra

materiales y ensayos.

Page 20: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

6

1.5.2 Geográfica.

La presente investigación se realizó en el Estado Miranda, Municipio El Hatillo,

dentro de la Universidad Nueva Esparta. Los ensayos de laboratorio a compresión

correspondientes se realizaron en los laboratorios de la empresa CONSULCRET

C.A.

1.5.3 Temporal.

Esta investigación tiene como tiempo estimado de duración 8 meses

aproximadamente a partir del mes de julio de 2013 hasta febrero de 2014.

1.6 Limitaciones.

La única limitación que se presentó en esta investigación fue la dificultad

para fabricar bloques de concreto según el diseño de mezcla calculado, por lo tanto

ajustándome a las políticas de trabajo de la Alfarería Brion, C.A. lugar donde se

realizaron los bloques de concreto se trabajó con un diseño mezcla calculado y un

diseño de mezcla de fabricación el cual es utilizado por dicha alfarería para fabricar

bloques de concreto.

1.7 Cronograma de ejecución del proyecto de grado.

Un cronograma de ejecución es una representación gráfica y ordenada para

que un conjunto de objetivos se lleven a cabo en un tiempo determinado. Los

cronogramas de ejecución son herramientas básicas de organización en un

proyecto, y sirven de guía para conocer los objetivos paso a paso para lograr

satisfactoriamente una meta determinada

A continuación se presenta el lapso de ejecución de los objetivos específicos

del presente trabajo de grado:

Page 21: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

7

Page 22: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

.

CAPÍTULO II.

MARCO REFERENCIAL

Page 23: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

9

2.1 Antecedentes de la investigación.

Son todos aquellos estudios previos que tienen relación con el problema

planteado, como investigaciones y tesis de grado realizadas anteriormente que

tengan algún vínculo con el objetivo a estudiar.

En esta descripción se deben señalar los autores y año en el que se

realizó el estudio, los principales hallazgos y los objetivos de la investigación.

Según lo expuesto por Fidias, Arias, año 2005, se realizaron una serie de

investigaciones, de trabajos de grados anteriormente hechos, las cuales han

servido de apoyo para la elaboración, estructuración y sustento de esta

investigación que tiene por propósito el análisis comparativo de un bloque

convencional de concreto con un bloque de concreto con fibra de polipropileno.

Las investigaciones consultadas fueron las siguientes:

En la investigación de la Comparación experimental de losas macizas

sometidas a flexión pura reforzadas con diferentes tipos de fibra. Autor:

Alfredo Luis Cosson Gerstl, 2000, realizada en la Universidad Metropolitana

se comparó el comportamiento de losas con fibras metálicas y con fibra de

polipropileno sometidas a flexión pura para considerar la posibilidad de sustituir

la malla electrosoldada por un refuerzo que mejore las propiedades del concreto.

Se ensayaron losas macizas de 99x53cm y se llegó a la conclusión de que el

aporte de las fibras no es suficiente para sustituir la malla electrosoldada ya que

los valores de momento y deflexión de las losas con fibra estuvieron por debajo

de las losas restantes.

Dicha investigación aporta información sobre el comportamiento de las

losas macizas con diferentes tipos de fibra, como son la de polipropileno y

metálicas y su comportamiento cuando son sometidas a flexión, la cual es de

gran importancia para esta investigación ya que me permite observar el

comportamiento de las losas reforzadas con fibras al aplicarle esfuerzos de

flexión pura.

De acuerdo a la investigación sobre la Incidencia económica entre el

uso de tanquillas prefabricadas para aguas de lluvia utilizando fibras de

polipropileno, aditivos y agregado liviano y tanquillas realizadas en obra

Page 24: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

10

realizada la Universidad Nueva Esparta en Caracas. Autor: Yahiro Cujar,

2006, se determinó el impacto económico entre el uso de tanquillas

prefabricadas con fibra de polipropileno y el uso de tanquillas de concreto

realizadas en obra.

Para esta investigación se realizaron una serie de ensayos a compresión

en un lapso de 5 semanas obteniendo como conclusión que el uso de la fibra de

polipropileno en la fabricación de tanquillas para aguas de lluvia tiene un impacto

económico favorable en comparación con las tanquillas de concreto tradicional

hecho en obra.

Dicha investigación aporta información útil para este trabajo de

investigación sobre la reducción de costos al momento de trabajar con las

diferentes fibras de polipropileno aptas para la construcción así como también

aporta información sobre el impacto económico favorable que puede tener el uso

de la fibra de polipropileno al momento de combinar su uso con el concreto

tradicional, y la ventaja económica que tiene en la fabricación de tanquillas para

aguas de lluvia.

En la investigación de Estudio de la factibilidad del diseño de bloques

de concreto sustituyendo el agregado fino por aliven. Autores: Yurvary

Luna y Roger Pinedo, 2011, realizada en la Universidad Nueva Esparta,

Caracas, se realizaron estudios con la finalidad de encontrar un material efectivo

y de bajo impacto al ambiente para la elaboración de bloques de concreto. Para

cumplir con los objetivos se elaboraron 45 bloques de concreto sustituyendo el

agregado fino por agregado liviano (Aliven) y paralelamente se adquirieron en el

mercado nacional 10 bloques tradicionales.

Al obtener los resultados se obtuvieron bloques elaborados con 100%

agregado liviano cumplían con los principales parámetros que establece la

norma como lo es: resistencia a la compresión y absorción máxima. Luego se

realizó un estudio comparativo de los bloques comprados en el mercado y se

evidenció que los bloques de aliven obtuvieron un mejor porcentaje de absorción

que los demás bloques, y en cuanto a la resistencia estuvieron por encima de los

semi-pesados y a la par con los bloques pesados.

Page 25: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

11

Dicha investigación aporta información de gran importancia para el

presente trabajo de grado sobre la metodología de realización de bloques de

concreto, metodología de sustitución del agregado fino por agregado liviano

(Aliven) y también aporta información sobre cómo realizar diferentes ensayos de

laboratorio en bloques de concretos para determinar diferentes características y

requisitos que deben cumplir los bloques para su posterior uso en la

construcción.

En la investigación de la Incidencia del poliestireno expandido

reciclado y la fibra de polipropileno en la resistencia a compresión del

concreto para un diseño de mezcla con f’c 250kg/cm2. Autores: Alejandro

Montes y Viviana Quiñones, 2011, realizada en la Universidad Nueva

Esparta, Caracas, se estudió la influencia que tiene el poliestireno expandido

reciclado y la fibra de polipropileno en la resistencia a compresión del concreto

para un diseño de mezcla de 250 kg/cm2 para la cual se realizaron probetas

cilíndricas con concreto mezclado en obra con un trompo de 60lts

aproximadamente.

Se realizaron un total de 60 probetas, 30 con poliestireno expandido y

otras 30 con fibra de polipropileno para ser sometidas a compresión y tener un

resultado significativo al momento de ser sometidos a esfuerzos de compresión

pura.

Luego de obtener los resultados de los ensayos a compresión de las

distintas mezclas se verificó que la mezcla con los agregados de poliestireno

expandido reciclado y la fibra de polipropileno inciden en la resistencia a

compresión, ya que estos poseen una alta porosidad generando una variación

de la densidad del mismo que conlleva a una disminución de la resistencia.

La información que proporciona dicha investigación es sobre la incidencia

de la fibra de polipropileno y el poliestireno expandido en un diseño de mezcla

para un concreto de 250 kg/cm2 y su comportamiento resistente al ser sometido

a esfuerzos de compresión pura. Esta información es de gran importancia para

esta investigación ya que me permite observar el comportamiento de la

resistencia en un diseño de mezcla cuando se le adiciona fibra de polipropileno y

de poliestireno expandido.

Page 26: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

12

Una investigación denominada Diseño de hormigones con fibras de

polipropileno para resistencias a la compresión de 215 y 286 kg/cm2 con

agregados de la cantera de Pifo. Autores: Barros Fierro, Verónica Paulina y

Ramírez Cueva, Hugo Cesar, 2012, realizado en la Universidad Central de

Ecuador, Quito, Ecuador para optar al título de Ingeniero Civil, tuvo como

objetivo la utilización de fibras de polipropileno como refuerzo en hormigones,

debido a la poca o nula información que en la actualidad existe en nuestro país

acerca de este material compuesto con agregados propios de nuestra región, en

este caso, procedente de la cantera Construarenas Cía. Ltda. Ubicada en el

Sector de Pifo, Provincia de Pichincha y Cemento Selva Alegre. Se determinaron

las propiedades físicas y mecánicas tanto de los agregados como del cemento a

utilizar. En base a la resistencia a la compresión simple a la edad de 28 días en

probetas cilíndricas de prueba, se seleccionó el Método propuesto por el A.C.I.

para la obtención definitiva de la dosificación para la preparación de la mezcla,

sin refuerzo, de 215 kg/cm2 y 286 kg/cm2. Luego se incorporaron, por separado,

tres concentraciones distintas de fibra de polipropileno al mismo hormigón

definitivo obtenido anteriormente, con el objeto de seleccionar aquella que

proporcione mejoras a la resistencia a la compresión simple.

Esta investigación aporta información de gran importancia para este

trabajo ya que me permite observar el comportamiento del concreto cuando se le

adicionan diferentes tipos de fibras de polipropileno y su comportamiento con

respecto a la resistencia cuando es sometido a esfuerzos de compresión pura.

La investigación denominada Análisis comparativo de la resistencia a

compresión de bloques de concreto tipo C con y sin la adición de fibra

sintética. Autores: Luisana Espinoza y Edgar Méndez, 2012, realizada en la

Universidad Rafael Urdaneta, Facultad de ingeniería civil, Escuela de

ingeniería civil, Maracaibo, Estado Zulia, planteó como objetivo principal analizar

la resistencia a la compresión de bloques de concreto tipo c con adición de fibra

sintética para determinar su resistencia a la compresión. Para estos diseños se

realizaron un total de 140 bloques tipo c de los cuales a 70 no se les adicionó

fibra sintética y a 70 si se les incorporó, ensayándolos a compresión a los 28

días. Luego de analizar los resultados obtenidos y comparándolos se concluyó

Page 27: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

13

que los bloques de tipo C con adición de fibra sintética adquieren una resistencia

mayor a la resistencia obtenida en lo bloques de tipo C convencionales. Se

recomienda efectuar otras investigaciones empleando otros tipos de fibra para

evaluar el comportamiento de adquisición de resistencia así como la utilización

de bloques de arcilla.

La presente investigación aporta información sobre la metodología de

aplicación de la fibra de polipropileno a la mezcla, la forma de realizar ensayos

de laboratorio a compresión en bloques y el mejoramiento de bloques de

concreto tipo C cuando al diseño de mezcla se le adiciona fibra de polipropileno,

obteniendo así una mayor resistencia para emplearlos en otro tipo de uso

requerido como un bloque tipo B o mayor.

2.2 Bases Teóricas.

2.2.1 Cemento.

El cemento es una de los elementos principales del concreto, que se forma

a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinada y posteriormente molida, el

cual posee la propiedad de endurecerse al entrar en contacto con el agua. Al ser

mezclado con agregados pétreos como (grava y arena) y agua crea una mezcla

plástica, uniforme, maleable, de características plásticas, con propiedades

adherentes, que solidifica en horas y endurece de manera creciente durante

varias semanas hasta adquirir su resistencia característica, esta mezcla adquiere

consistencia pétrea que se denomina hormigón o concreto.

El cemento portland o cemente es un producto que se obtiene mediante la

pulverización del Clinker portland con la adición de sulfato de calcio el cual es un

tipo de yeso, también se adicionan otros productos, los cuales no modifican las

propiedades del cemento resultante y deben ser pulverizados juntos con el

Clinker.

Page 28: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

14

2.2.2 Tipos de cementos.

Los tipos de cemento vienen dados mediante el proceso de trituración que

lleva la materia prima para convertirse en cemento procesado, debido a esto se

dispone de una gran variedad de cementos.

Según Porrero y otros autores (2009). Conforme con la Norma Venezolana

COVENIN 28 “Cemento Portland. Especificaciones” y la Norma norteamericana

ASTM C150, se consideran cinco tipos de cemento Portland, cuyas

características se presenta en la siguiente tabla:

Tabla # 1. Tipos de cemento Portland (Fuente: Manual de Concreto Estructural, Porrero, 2012, p.96)

2.2.3 Agregados.

Se define a los agregados como granos o fragmentos, los cuales son

usualmente pétreos y cuyo propósito es dotar la mezcla de características

favorables, así como también disminuir su costo. Estos constituyen la mayor

parte de la masa del concreto, representando entre el 70 y el 85% de su peso,

debido a esto es que las propiedades de los agregados son tan importantes para

la calidad final de la mezcla. Los agregados deben poseer características que

favorezcan al desarrollo de ciertas propiedades en la mezcla de concreto, dentro

de ellas están: la trabajabilidad, la adherencia con la pasta y el desarrollo de

resistencia mecánica.

Según Construrama C.A, también se pueden definir los agregados como

componentes naturales o artificiales derivados de la trituración de diversas

Page 29: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

15

piedras, los cuales pueden tener tamaños que van desde pedazos de piedra

hasta partículas casi invisibles.

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el

elemento mayoritario del concreto, por lo que son responsables de gran parte de

las características del mismo. Los agregados son generalmente inertes y

estables en sus dimensiones.

Existen muchas formas de clasificar los agregados, pero una de las más

comunes es la que los separa en agregados gruesos y finos, esta depende del

diámetro que tienen las partículas y se define con las mallas de los tamices, si

usamos una malla número 4 (4.75milimetros), lo que se queda retenido en ella

son los agregados gruesos y lo que pasa por esta malla (pero queda retenido en

la malla del número 200, de 0.075 milímetros) se denominan agregados finos.

Los agregados gruesos son llamados gravas y los finos; arenas. Cada

elemento tiene un rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la

mezcla es clave para lograr las propiedades que se desean, las cuales son:

trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía.

La Norma Venezolana COVENIN 277-2000 Agregados del concreto y sus

requisitos, es la que rige todas las exigencias y el control que deben tener todos

los agregados, también establece los procesos y ensayos que estos deben

llevar para tener un control en la calidad final que el producto brindará.

También se pueden usar otro tipo de agregados naturales como lo son las

fibras las cuales pueden sustituir parte de los agregados de la mezcla de

concreto convencional, siempre y cuando se mantengan los valores de calidad

y resistencia.

2.2.4 Características y propiedades de los agregados.

Todas las características y propiedades de los agregados vienen dadas

por:

Page 30: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

16

2.2.4.1 Granulometría.

La granulometría de los agregados se refiere a la distribución del tamaño

de las partículas y del cálculo de la abundancia de los materiales

correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala

granulométrica. Uno de los métodos más sencillos para determinar la

granulometría es por el ensayo de tamizados mediante mallas, donde los

alambres que integran las mallas se entretejen formando espacios cuadrados

con diferentes aberturas, actuando como coladores que sirven para filtrar los

granos.

En la Norma Venezolana COVENIN 255 y la COVENIN 264 especifica los

límites granulométricos tomando en cuenta el porcentaje pasante y el retenido en

cada una de las mallas de los tamices o cedazos.

Figura #1. Granulometría.

(Fuente: Página web www.premier.com.pt disponible en: http://premier.com.pt/es.php#instalacoes revisado el 05 de febrero de 2014.)

Page 31: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

17

2.2.4.2 Modulo de finura.

El módulo de finura es el índice aproximado que nos describe en forma

rápida y breve la proporción de finos o de gruesos que se tienen en las

partículas que lo constituyen.

Dicho módulo de finura se calcula sumando los porcentajes acumulados de

las mallas número 4,8, 16, 30, 50 y 100 inclusive y dividiendo el total entre 100.

Cuanto mayor sea el módulo de finura más grueso es el agregado.

2.2.4.3 Tamaño máximo del agregado.

Generalmente, el tamaño de los agregados siempre se emplea de dos

formas, en centímetros o en pulgadas. Cuando se usan agregados de tamaños

máximos esto hace que se reduzca la superficie que va a ser lubricada por lo

tanto se obtiene lo siguiente:

Mayor fluidez.

Aumenta la segregación al aumentar el tamaño máximo.

Se mantiene la retracción.

Disminuye la resistencia del concreto.

El precio no se altera.

(Porrero, 2012, p.56)

2.2.5 Concreto.

El concreto es un material compuesto formado por agua, cemento y

agregados.

El cemento es un material conglomerante que al mezclarse con agua e

hidratarse se convierte en una pasta moldeable con propiedades adherentes que

en pocas horas fragua y se endurece.

Page 32: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

18

La principal característica estructural del concreto es que resiste muy bien

los esfuerzos a compresión pero no tiene buen comportamiento cuando es

sometido a otro tipo de esfuerzo como tracción, flexión, cortante, entre otros,

debido a esta razón generalmente se hace uso del concreto asociada a ciertas

armaduras de acero para poder resistir otro tipo de esfuerzos, esta combinación

de concreto con armaduras de acero se denomina concreto armado.

Figura #2. Concreto.

(Fuente. Página web: www.matdeconstruccion.wordpress.com disponible en:

http://matdeconstruccion.wordpress.com/category/hormigon-o-concreto/ revisado el 04 de febrero

de 2014.)

2.2.5.1 Fraguado y endurecimiento.

El proceso de fraguado y endurecimiento es el resultado de reacciones

químicas de hidratación entre los componentes del cemento. La fase inicial de

hidratación se llama fraguado y se caracteriza por el paso de la pasta del estado

fluido al estado sólido. Esto se observa de forma sencilla por simple presión con

un dedo sobre la superficie del hormigón. Posteriormente continúan las

reacciones de hidratación alcanzando a todos los constituyentes del cemento

que provocan el endurecimiento de la masa y que se caracteriza por un

progresivo desarrollo de resistencias mecánicas.

Page 33: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

19

En condiciones normales un hormigón portland normal comienza a fraguar

entre 30 y 45 minutos después de que ha quedado en reposo en los moldes y

termina el fraguado trascurridas sobre 10 o 12 horas. Después comienza el

endurecimiento que lleva un ritmo rápido en los primeros días hasta llegar al

primer mes, para después aumentar más lentamente hasta llegar al año donde

prácticamente se estabiliza.

2.2.5.2 Resistencia.

La resistencia a la compresión se puede definir como la máxima

resistencia medida de un espécimen de concreto o de mortero a carga axial.

Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (Kg/cm2) a

una edad de 28 días se le designe con el símbolo f’ c.

La resistencia del concreto a la compresión es una propiedad física

fundamental, y es frecuentemente empleada en los cálculos para diseño de

puente, de edificios y otras estructuras. El concreto de uso generalizado tiene

una resistencia a la compresión entre 210 y 350 kg/cm cuadrado. Un concreto de

alta resistencia tiene una resistencia a la compresión de cuando menos 420

kg/cm cuadrado.

La resistencia a la flexión del concreto se utiliza generalmente al diseñar

pavimentos y otras losas sobre el terreno. La resistencia a la compresión se

puede utilizar como índice de la resistencia a la flexión, una vez que entre ellas

se ha establecido la relación empírica para los materiales y el tamaño del

elemento en cuestión. La resistencia a la flexión, también llamada módulo de

ruptura, para un concreto de peso normal se aproxima a menudo de1.99 a 2.65

veces el valor de la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión.

2.2.5.3 Trabajabilidad.

La trabajabilidad del concreto engloba varias propiedades como la

consistencia, la cohesión, la plasticidad y la tixotropía.

Page 34: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

20

Una buena trabajabilidad facilita el transporte y uso del concreto en la

colocación en los encofrados y la compactación.

La trabajabilidad es la forma en la que se puede manipular el concreto, si

se tiene con mucha agua la mezcla será muy fluida y difícil de manipular, y si es

el caso contrario que se tiene con poca agua la mezcla se torna muy seca y

difícil de manipular haciendo que la trabajabilidad disminuya.

2.2.5.4 Durabilidad.

La durabilidad del concreto no tiene una definición como tal, sin embargo

se puede decir que es la capacidad que tiene el concreto para resistir los efectos

de la intemperie, ataque químico, abrasión, congelamiento o deshielo, entre

otros que pueden causar su deterioro.

2.2.5.5 Reología

La Reología del concreto son una serie de características con respecto a la

mezcla en estado fresco que hacen posible su manejo y compactación. Estas

características mencionadas anteriormente son las siguientes:

Fluidez: esta característica determina la trabajabilidad que pueda

tener la mezcla.

Compactibilidad: esta característica plantea que al momento de ser

vibrada la mezcla, esta se vuelve más fluida permitiendo que se

pueda distribuir más uniforme para lograr envolver bien las

armaduras.

Estabilidad a la segregación: este proceso ocurre cuando se

separan los granos gruesos del mortero, relacionándose con la

cantidad y tamaño de los granos usados en la mezcla.

Page 35: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

21

2.2.5.6 Retracción del concreto

Este proceso es mediante el cual el concreto sufre una etapa de

disminución de su volumen o encogimiento, la cual se debe a la perdida de agua

durante las primeras horas llegando a producir grietas en los elementos. Este

fenómeno se puede disminuir distribuyendo las armaduras de acero

adecuadamente, ya que la restringen y la reparten de forma más conveniente.

“La retracción depende de numerosos factores tales como la geometría

de las piezas, las condiciones atmosféricas de velocidad, de viento, humedad y

temperatura, y la proporción de los componentes de la mezcla”. (Porrero, 2012,

p.52)

“Al aumentar el agua, o al aumentar conjuntamente la dosis de cemento y

agua, es decir al aumentar la pasta la retracción se hace mayor. El exceso de

ultrafinos aumenta el requerimiento de agua para mantener la fluidez con lo cual

hay exceso de agua y a su vez mayor retracción por secado” (Porrero, 2012,

p.52)

Este proceso de retracción generalmente puede ocurrir en dos etapas

diferentes en el proceso de realización del concreto, una de ellas se puede

producir en los momentos iniciales del fraguado debido a la perdida de parte de

agua de la mezcla, la cual se conoce como retracción de fraguado. La otra etapa

en la cual se puede producir la retracción es cuando el concreto ya está

endurecido la cual se denomina retracción hidráulica y es de menor escala que

la anterior.

La retracción en concretos de temprana edad es un riesgo permanente

cuando las obras son realizadas en climas tropicales, por lo que este proceso se

puede combatir aplicando técnicas de curado del concreto, o utilizando toldos

protectores y pantallas corta vientos para defender la calidad del concreto.

Page 36: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

22

Figura #3. Retracción del concreto.

(Fuente: Página web: http://fiorellabiondi-imd2012.blogspot.com/ disponible en: http://fiorellabiondi-imd2012.blogspot.com/2012/09/tipos-de-fisuras-en-hormigon.html revisado el 20 de enero de 2014.)

2.2.5.7 Curado del concreto.

“El curado es la operación mediante la cual se protege el desarrollo de

las reacciones de hidratación del cemento, evitando la pérdida parcial de agua

de reacción por efecto de la evaporación superficial” (Porrero, 2012, p.219).

Esta proceso de curado es importante ya que si no se evita la perdida de

agua se pueden llegar a producir grietas en los elementos de concreto por

retracción plástica o de fraguado abriéndole paso a los agentes agresivos del

medio externo provocando que se corroan las armaduras de acero embebidas

en el concreto causando daños mayores con el paso del tiempo a los elementos

estructurales, este es uno de los motivos por lo cual se recurre al curado ya que

mediante este proceso se logra mejorar la resistencia mecánica, se gana

impermeabilidad, se aumenta la durabilidad, entre otras ventajas que este

proceso de curado brinda.

Page 37: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

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Figura #4. Curado del concreto. (Fuente: Página web: es.dreamstime.com disponible en: http://es.dreamstime.com/imagen-de-archivo-curado-concreto-image10060161 revisado el 14 de enero de 2014.

2.2.6 Componentes del concreto.

El concreto está compuesto básicamente por 3 elementos: agua, cemento

y agregados. Estos tres elementos deben cumplir con una serie de

características para asegurar que la mezcla tendrá los patrones necesarios para

cumplir su máxima función de acuerdo al uso que se le vaya a dar.

Al momento de realizar la mezcla el agua debe estar libre de aceites, sales

y materias orgánicas, es decir debe estar limpia por lo tanto es recomendable

usar agua potable, la principal función del agua es hidratar el cemento para

facilitar la trabajabilidad de la mezcla.

El cemento es un material conglomerante derivado del Clinker, que surge

al momento de calcinar caliza y arcilla a altas temperaturas, el cual se convierte

en cemento como tal después de agregarle yeso, este último material es el que

le da la propiedad a la mezcla para que pueda fraguar y endurecerse al

momento de ser mezclado con agua. El cemento más utilizado en el área de la

construcción es el Portland tipo I.

Page 38: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

24

El agregado fino básicamente es arena natural proveniente de canteras la

cual debe estar inerte y sin presencia de arcillas limos o materias orgánicas, el

tamaño de las partículas puede llegar hasta los 10mm y su forma debe ser

cubica o esférica. Este agregado constituye aproximadamente un 60% en peso

del concreto fraguado y endurecido.

El agregado grueso no es más que roca o grava triturada y al igual q el

agregado fino debe estar inerte y no debe poseer ningún tipo de material que

pueda alterar su propiedad como materias orgánicas o polvo, su forma debe ser

cubica y el tamaño debe oscilar entre 19 y 25mm.

2.2.7 Tipos de fibras.

Actualmente en el área de la construcción se están usando una serie de

fibras para el mejoramiento de las condiciones de los materiales, las más

utilizadas son:

Fibra de vidrio

Fibra de carbono

Fibra de polipropileno

2.2.7.1 Fibra de vidrio.

La fibra de vidrio se produce por medio de un proceso de hilado bajo

fusión, la alta resistencia que posee este material se debe a los enlaces

covalentes entre el silicio y los radicales de oxígeno.

Estas fibras son las primeras que han hallado una amplia aplicación como

fibra de refuerzo y en su mayor parte están constituidas por silicio.

Las características más importantes que presenta esta fibra de refuerzo

para el área de la construcción son las siguientes:

Alta resistencia a la tensión.

Page 39: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

25

Excelente resistencia a la intemperie y factores químicos

corrosivos.

Baja conductividad térmica.

Biológicamente inerte.

Figura #5. Fibra de vidrio. (Fuente: Página web: http://www.resplachile.cl/ disponible en:

http://www.resplachile.cl/2010/09/11/chile-fibra-de-vidrio/ revisado el 20 de noviembre de 2013.)

2.2.7.2 Fibra de carbono.

Figura #6. Fibra de carbono Sika Carbodur. (Fuente: Página web: http://col.sika.com/ disponible en: http://col.sika.com/es/solutions_products/02/02a013/02a013sa06103.html revisado el 24 de noviembre de 2013.

Es una fibra sintética constituida por finos filamentos de 5-10 micrómetros

de diámetro constituidos principalmente por carbono. Tiene propiedades

similares a la del acero y es tan ligera como la madera o el plástico.

En el área de la construcción se usa para refuerzos a flexión, corte,

confinamiento de elementos estructurales como vigas, columnas, losas, entre

Page 40: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

26

otros, ya que esta fibra posee unas características muy favorables las cuales

son:

Alta resistencia.

Bajo peso.

No es afectada por agentes corrosivos.

Es flexible.

Resistencia a altas temperaturas.

Figura #7. Aplicación de fibra de carbono Sika Carbodur en estructuras. (Fuente: Página web: http://mex.sika.com/ disponible en: http://mex.sika.com/es/soluciones-productos/construccion/productos-construccion-sika/reforzamiento-estructuras-sika-carbodur.html revisado el 24 de noviembre de 2013.)

2.2.8 Fibra de polipropileno.

Según Propilven (Polipropileno de Venezuela, S.A.) , extraído de

http://www.propilven.com/paginas/polipropileno_esp.html el 25 de octubre de

2013 plantea la siguiente definición:

La fibra de polipropileno es una resina termoplástica que se obtiene de la

polimerización del propileno, monómero derivado del proceso de refinación del

petróleo, en presencia de un sistema catalítico y bajo condiciones controladas de

presión y temperatura. De igual forma esta resina, exhibe una baja densidad, alta

resistencia química, resistencia a la deformación por calor y baja permeabilidad

al vapor de agua, características que hacen esta resina más atractiva a los

consumidores y adicionalmente es capaz de competir con otros materiales más

costosos.

Adicionalmente a lo antes mencionado esta fibra viene en forma de

multifilamentos y es utilizado como refuerzo secundario en el concreto y

Page 41: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

27

morteros para brindarle características de gran importancia antes mencionadas

para una mejor eficiencia del material.

2.2.9 Características de la fibra de polipropileno.

Las principales características de la fibra de polipropileno son:

Reduce los agrietamientos en estado plástico.

Reduce la segregación.

Reduce el agua de sangrado.

Reduce el agrietamiento por temperatura.

Reduce la permeabilidad.

Incrementa la resistencia a flexión, corte y torsión.

Resistencia a la corrosión y al oxido.

Fácil de mezclar con el concreto.

Figura #8. Fibra de polipropileno. (Fuente: www.fibermesh.com disponible en: Fibermesh (Documento en línea) http://www.basf-cc.com.ve/es/productos/AdicionesPolvosyFibras/Fibras/FibermeshFibers/Documents/Fibermesh%20Fibers%20-%20spa.pdf. Revisado el 08 de octubre de 2013.)

2.2.10 Propiedades de la fibra de polipropileno.

a) Propiedades físicas

La densidad del polipropileno, está comprendida entre 0.90 y 0.93

gr/cm3.Por ser tan baja permite la fabricación de productos ligeros.

Page 42: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

28

Es un material más rígido que la mayoría de los termoplásticos. Una

carga de 25.5 kg/cm2, aplicada durante 24 horas no produce deformación

apreciable a temperatura ambiente y resiste hasta los 70 grados C.

Posee una gran capacidad de recuperación elástica.

Tiene una excelente compatibilidad con el medio.

Es un material fácil de reciclar

Posee alta resistencia al impacto.

b) Propiedades mecánicas

Puede utilizarse en calidad de material para elementos deslizantes no

lubricados.

Tiene buena resistencia superficial.

Tiene buena resistencia química a la humedad y al calor sin deformarse.

Tiene buena dureza superficial y estabilidad dimensional.

c) Propiedades químicas

Tiene naturaleza apolar, y por esto posee gran resistencia a agentes

químicos.

Presenta poca absorción de agua, por lo tanto no presenta mucha

humedad.

Tiene gran resistencia a soluciones de detergentes comerciales.

El polipropileno como los polietilenos tiene una buena resistencia química

pero una resistencia débil a los rayos UV (salvo estabilización o

protección previa).

Punto de Ebullición de 320 °F (160°C).

Punto de Fusión (más de 160°C).

(Fuente: www.quiminet.com disponible en: Quiminet [Documento en

línea]: http://www.quiminet.com/articulos/propiedades-del-polipropileno-

2671066.htm Revisado el 08 de octubre de 2013.)

Page 43: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

29

2.2.11 Fibra de polipropileno Sikafiber AD.

Para efectos de esta investigación se utilizara la fibra de polipropileno

Sikafiber AD, de la compañía Sika Venezuela, ya que la mencionada fibra le

brinda una serie de características a la mezcla como anular la tendencia a

reducir la trabajabilidad, disminución del agrietamiento, entre otros que se

explicarán de forma más detallada en los puntos siguientes. Generalmente este

tipo de fibra se usa como apoyo o refuerzo secundario y se puede agregar a la

mezcla en planta en el caso de que sea un concreto premezclado o directamente

en obra a la mezcla de concreto, su dosificación según datos técnicos obtenidos

por Sika Venezuela y especificaciones del producto es de aproximadamente 0.8

a 1kg/m3 de mezcla.

Figura #9. Fibra de polipropileno Sikafiber AD. (Fuente: Propia)

2.2.11.1 Descripción de la fibra de polipropileno Sikafiber AD.

Es un refuerzo de fibra de polipropileno modificada que disminuye el

agrietamiento de concretos y morteros y está compuesta por una mezcla de

monofilamentos reticulados y enrollados y polímeros sintéticos que anulan la

tendencia a reducir la trabajabilidad y el asentamiento del concreto, propia de

otro tipo de fibras convencionales.

Page 44: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

30

Durante la mezcla, Sikafiber Ad se distribuye aleatoriamente dentro de la

masa de concreto o mortero formando una red tridimensional uniforme.

Figura #10. Fibra de polipropileno Sikafiber AD. (Fuente: https://col.sika.com disponible en:

https://col.sika.com/dms/.../Concreto%20reforzado%20con%20fibras.pdf Revisado el 12 de

septiembre de 2013.)

2.2.11.2 Ventajas de la fibra de polipropileno Sikafiber AD.

La adición de Sikafiber AD sustituye la armadura destinada a absorber las

tensiones que se producen durante el fraguado y endurecimiento del concreto,

aportando una serie de ventajas que se nombran a continuación:

Reducción de la fisuración por retracción impidiendo su

propagación.

No modifica la trabajabilidad ni el asentamiento de la mezcla.

Mejora la resistencia al impacto, reduciendo la fragilidad.

No afecta el proceso de hidratación del cemento.

En menor cuantía, mejora la resistencia a tracción y a compresión.

Page 45: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

31

2.2.11.3 Precauciones de uso de la fibra Sikafiber AD.

Esta fibra no puede sustituir armaduras principales y secundarias

resultantes del cálculo, así como también no evita grietas derivadas de un mal

dimensionamiento y aunque ayuda a controlarlo, no evita las grietas producto de

un deficiente curado.

Es de suma importancia destacar que este tipo de productos debe

mantenerse fuera del alcance de los niños, y al momento de aplicarlo a la mezcla

se recomienda usar lentes de seguridad y mascarillas anti polvo.

2.2.12 Concreto reforzado con fibra de polipropileno.

Las fibras sintéticas como la de propileno se diseñan y se producen

específicamente para el concreto las cuales son añadidas durante el proceso de

mezclado. Normalmente se empacan en bolsas degradables que se agregan a la

mezcla en la planta de dosificación y el mezclado, o se vierten en el camión de

concreto premezclado en lugar de la obra. Se recomienda utilizar la primera

opción de agregar la fibra a la mezcla ya que mediante ella se tiene un mejor

control de calidad con respecto al agregado de la fibra en la mezcla y se

garantiza la uniformidad de dicha fibra en la mezcla de concreto.

Estas fibras se utilizan para mejorar diferentes propiedades que el

concreto armado no posee, la más importante de la fibra de polipropileno es

evitar la formación de grietas o fisuración del concreto por tracción.

Una de las grandes fallas del concreto armado es que está sometido a

agentes externos corrosivos y al momento de formarse una grieta estos agentes

acceden hasta el refuerzo de acero produciendo su corrosión, es por esto que

una de las grandes ventajas que la fibra de polipropileno ofrece es que no

permite que el acero interno se corroa ya que el material es 100% inerte y tienen

la capacidad de coser las fisuras o agrietamientos para evitar que este tipo de

fenómeno suceda.

Adicionalmente a lo antes mencionado es importante que destacar que la

fibra de polipropileno no puede sustituir el acero principal de refuerzo sino que es

Page 46: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

32

utilizado como refuerzo secundario ya que no proporcionan suficiente resistencia

para soportar esfuerzos tan altos.

2.2.13 Bloques de concreto según Norma Covenin.

Según la Norma Covenin 42-82 los bloques huecos de concreto son

elementos simples en forma de paralelepípedo con perforaciones paralelas a

una de las aristas, los cuales deben cumplir con una serie de requisitos para que

puedan ser utilizados en la construcción de paredes.

Dichos bloques tienen que ser fabricados con cemento Portland y

agregados inertes inorgánicos adecuados.

2.2.14 Clasificación de los bloques.

Según la Norma Covenin 42-82 los bloques se clasifican en:

2.2.14.1 Según sus agregados:

Pesados: agregados normales, el peso del concreto seco es mayor a

2000 kg/m3.

Semipesados: mescla de agregados normales y livianos, el peso del

concreto seco es entre 1400 kg/m3 y 2000 kg/m3.

Livianos: agregados 100% livianos, el peso del concreto seco es menor

de 1400 kg/m3.

2.2.14.2 Según su uso:

Tipo A: bloques para paredes de carga expuestas a humedad, a su vez

este tipo de bloques se clasifican en dos tipos:

o Clase A1: para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo

y expuestas a la humedad.

o Clase A2: para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo

y no expuestas a la humedad

Page 47: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

33

Tipo B: bloques para paredes que no soportan cargas o para paredes

divisorias, al igual que los anteriores pueden ser :

o Clase B1: para paredes expuestas a la humedad.

o Clase B2: para paredes no expuestas a la humedad.

2.2.14.3 Apariencia y acabado

Los bloques deben ser sólidos y no deben presentar ningún tipo de

grietas que no sean las especificadas a continuación:

Para bloques tipo A. “No deben presentar grietas paralelas a la

carga. Si aparecen imperfecciones estas no deben ser más del 5%

del pedido, siempre y cuando las grietas perpendiculares a la carga

que aparezcan no tengan una longitud mayor de 2.5cm”. (Norma

Covenin 42-82, bloques huecos de concreto, año 1982, p.6)

Para bloques tipo B. “Pueden presentar grietas menores

producidas en la fabricación o fragmentos producidos en el manejo”

(Norma Covenin 42-82, bloques huecos de concreto, año 1982, p.6).

2.2.14.4 Dimensiones de los bloques.

Las dimensiones usuales de los bloques huecos de concreto, son las

indicas en la tabla a continuación:

Tabla #2. Dimensiones de los bloques de concreto. (Fuente: Norma Covenin 42-82 Bloques huecos de concreto.)

2.2.14.5 Resistencia compresión de los bloques.

La resistencia mínima a los 28 días es la especificada en la siguiente

tabla a continuación:

Page 48: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

34

Tabla #3. Resistencia a la compresión.

(Fuente: Norma Covenin 42-82 Bloques huecos de concreto.)

“Los bloques después de ser convenientemente curados por métodos

aprobados, deben tener una resistencia a la compresión igual o mayor al 80% de

la especificada en la tabla anterior” (Norma Covenin 42-82, p.8).

2.2.14.6 Método de ensayo.

El método de ensayo de los bloques de concreto para esta investigación

será por medio de la resistencia a compresión el cual se debe realizar de la

siguiente forma, según lo establecido en la Norma Covenin 42-82 para bloques

huecos de concreto:

La máquina de ensayo debe tener la capacidad suficiente de aplique de

carga para que se produzca la rotura de las probetas.

Debe poseer dos platos de carga, los cuales deben ser de acero, de

superficie lisa y con un diámetro de 15cm.

“Placas adicionales de acero con una dureza no inferior a 60rc, un

espesor de 1/3 de la distancia existente entre el borde del plato de carga

a la esquina más distante del bloque de ensayo” (Norma Covenin 42-82,

p.7).

Se colocan los bloques de ensayo de una forma tal que la carga se

aplique en la misma dirección que las cargas o peso propio actúen sobre

ellos en la construcción.

“Se hace coincidir el centro de la superficie esférica de la rótula con el

centro del plato de carga que se va a poner en contacto con el bloque”

(Norma Covenin 42-82, p9).

Page 49: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

35

“En caso de que la superficie de los platos de carga no sean suficientes

para cubrir el área de ensayo del bloque a ensayar, se utilizarán placas

adicionales” (Norma Covenin 42-82, 1982, p9).

“Se aplica la carga a cualquier velocidad hasta la mitad de la carga

máxima supuesta, el resto de la carga debe aplicarse gradualmente y a

una velocidad constante en un período no menor de 1 minuto ni mayor a

dos” (Norma Covenin 42-82, 1982, p9).

2.2.14.7 Preparación de la muestra de ensayo.

Existen diferentes formas para preparar la muestra, según lo establecido

en la Norma Covenin 42-82 se pueden aplicar las siguientes:

Compuesto de yeso especial

Compuesto con material granular y sulfuroso

Para efectos de esta investigación se utilizará el compuesto de yeso

especial el cual consiste en aplicarle al bloque una pasta de yeso esparcida

uniformemente sobre una superficie rígida con una resistencia no menor a 245

kg/cm2 , la cual debe tener un espesor de 3.2mm aproximadamente siendo este

el tamaño máximo permitido. Adicionalmente a esto no se permite la reparación

de la pasta una vez fraguada, debe removerse por completo las capas que

presenten fallas o defectos y aplicarle una nueva capa.

2.3 Sistema de variables.

Según el autor D’Ary, 1982 la variable se define como las características

o atributos que admiten diferentes valores. De acuerdo a esto las variables se

clasifican en categóricas y continuas, la categórica clasifica a los sujetos

distribuyéndolos en grupos y la continua miden atributos que toman un número

infinito de valores.

La operacionalización de variables es un proceso que se inicia con la

definición de las variables en función de factores estrictamente medibles a los

que se les llama indicadores.

Page 50: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

36

El proceso obliga a realizar una definición conceptual de la variable para

romper el concepto difuso que ella engloba y así darle sentido concreto dentro

de la investigación, luego en función de ello se procede a realizar la definición

operacional de la misma para identificar los indicadores que permitirán realizar

su medición de forma empírica y cuantitativa, al igual que cualitativamente

llegado al caso.

La operacionalización de las variables está estrechamente vinculada al

tipo de técnica o metodología empleadas para la recolección de datos.

Estas deben ser compatibles con los objetivos de la investigación a la vez

que responden al enfoque empleado, al tipo de investigación que se realiza.

Estas técnicas en líneas generales, pueden ser cualitativas o cuantitativas.

Las dimensiones vendrían a ser sub-variables o variables con un nivel

más cercano al indicador.

Los indicadores es la forma mediante la cual se medirá directamente una

propiedad latente que nos interesa. Generalmente es la cifra que

razonablemente representa a los “n” datos obtenidos.

2.3.1 Cuadro de Operacionalización de variables.

Según Sampieri (1997) la definición operacional constituye el conjunto de

procedimientos que describe las actividades que un observador debe realizar

para recibir las impresiones sensoriales, las cuales indican la existencia de un

concepto teórico en mayor o menor grado. En otras palabras especifica que

actividades u operaciones deben realizarse para medir una variable.

Page 51: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

37

Page 52: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

38

Page 53: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

39

2.4 Definición de términos básicos.

Agregado: “Son los constituidos por partículas inertes, naturales o artificiales,

apropiadas para la elaboración de morteros y concretos”.

(Fuente: Norma COVENIN 273-1998, p.2.)

Asentamiento: “Es la diferencia de altura entre el molde y la probeta hecha en él,

cuando está fuera de éste. Se mide en el eje y se expresa en cm. Se refiere

usualmente al asentamiento medido en el Cono de Abrams”.

(Fuente: Norma COVENIN 337-78).

Relación agua-cemento: “Es la relación entre las masas de agua (excluyendo el

agua absorbida por los agregados), y de cemento en una mezcla de concreto”.

(Fuente: Norma COVENIN 273-1998, p.5)

COVENIN: “La Comisión Venezolana de Normas Industriales y tiene inherencia

en las cuestiones técnicas con respecto a la información y aplicación de las

reglas que orientan las actividades de normalización y control de calidad en

Venezuela”. (Fuente: http://legislaciondelaadministraciondedesastresii.bligoo.com.ve/normas-

covenin Consultado el 13 de febrero de 2014).

Page 54: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

.

CAPÍTULO III.

MARCO METODOLÓGICO

Page 55: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

42

El marco metodológico dentro de una investigación consiste en definir una

cantidad de elementos que te permiten realizar un análisis de todos los aspectos

necesarios para establecer posición o conclusiones con respecto al objetivo que se

quiere alcanzar con la presente investigación.

3.1 Tipo de investigación

“El tipo de investigación se refiere a la clase de estudio que se va a realizar.

Orienta sobre la finalidad general del estudio y sobre la manera de recoger las

informaciones o datos necesarios” (Santa Palella, 2010, p.88).

Según lo expuesto anteriormente la investigación se puede clasificar en

diferentes tipos, las cuales determinaran la forma y el cómo se va a llevar a cabo la

indagación para responder al problema planteado.

“El nivel de investigación se refiere al grado de profundidad con

que se aborda un fenómeno u objeto de estudio” (Arias, 2006, p.23).

Según el nivel la investigación se puede clasificar en varios tipos:

Investigación exploratoria: se efectúa sobre un tema poco

estudiado, por lo tanto sus resultados forman una visión aproximada del

tema u objeto desconocido.

Investigación descriptiva: consiste en caracterizar un hecho,

fenómeno o individuo con el fin de establecer su estructura o

comportamiento.

Investigación explicativa: consiste en buscar el porqué de los

hechos mediante el establecimiento de relaciones causa efecto.

Según lo expuesto anteriormente esta investigación es de tipo exploratoria

ya que involucra realizar un estudio el cual arrojara una serie de resultados con los

cuales se realizara un análisis detallado para determinar de forma eficaz el

Page 56: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

43

comportamiento de la resistencia en los bloques huecos de concreto tradicionales y

los bloques huecos de concreto con adición de fibra de polipropileno.

3.2 Diseño de la investigación.

“El diseño de investigación es la estrategia general que adopta el

investigador para responder al problema planteado. En atención al diseño, la

investigación se clasifica en: documental, de campo y experimental”. (Arias,

2006, p.26).

Investigación documental: es un proceso basado en la

búsqueda, recuperación, análisis, crítica e interpretación de datos

registrados por otros investigadores con la finalidad de aportar nuevos

conocimientos.

Investigación de campo: este tipo de investigación tiene como

finalidad recolectar datos directamente donde ocurren los hechos, los cuales

no deben ser alterados por el investigador.

Investigación experimental: consiste en someter a un objeto o

grupo de individuos a ciertas condiciones para observar las reacciones o

efectos que se producen en ellos.

Según lo mencionado anteriormente y de acuerdo al diseño esta

investigación será experimental ya que se debe manipular maquinaria para realizar

ensayos de laboratorio con la finalidad de someter los bloques tradicionales y

experimentales a esfuerzos de compresión pura para obtener datos para analizar su

capacidad resistente a tal esfuerzo y de campo, ya que se debe recurrir al lugar

donde se encuentra la máquina de flexo-compresión para observar el

comportamiento y procedimiento de realización del ensayo, así como también

recurrir al sitio donde se realizarán los modelos de bloques con la máquina fibro-

compactadora para fabricar los bloques de concreto tradicionales y experimentales..

Page 57: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

44

3.3 Población y muestra.

“La población se define como la totalidad del fenómeno a estudiar donde las

unidades de población posee una característica común la cual se estudia y da

origen a los datos de la investigación”. (Tamayo y Tamayo, 1997, p.114).

En este caso la población serían los bloques huecos de concreto de espesor

15cm que van a ser ensayadas a compresión en el laboratorio, las cuales están

compuestas por agua, cemento y agregados. “La muestra es la que puede

determinar la problemática ya que es capaz de generar los datos con los cuales se

identifican las fallas dentro del proceso” (Tamayo, 1997, p.38).

Para esta investigación la muestra serán los bloques huecos de concreto con

adición de fibra de polipropileno los cuales serán sometidas a esfuerzos de

compresión para determinar el comportamiento de su resistencia en comparación a

los bloques tradicionales de concreto.

3.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos.

Las técnicas son las distintas de formas que se utilizan para obtener la información. Algunos tipos de técnicas son: observación directa, encuestas en sus dos modalidades oral y escrita, entrevistas, análisis documental o de contenido, entre otros. Los instrumentos de recolección de datos es cualquier recurso que el investigador utiliza para registrar o almacenar la información obtenida mediante el uso de las técnicas mencionadas anteriormente. (Arias, 2006, p.58)

Según lo expuesto anteriormente la técnica utilizada en esta investigación es

la de observación directa, que consiste en captar mediante la vista, información

válida y confiable de los hechos en función de objetivos de investigación

previamente establecidos. Esta técnica es importante en esta investigación ya que

mediante ella es posible observar el comportamiento de los bloques huecos de

concreto de 15cm al ser sometidos a esfuerzos de compresión pura.

Page 58: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

45

Debido a que la presente investigación es de campo se deben realizar

continuamente visitas al laboratorio para someter a esfuerzos de compresión pura

los bloques de concreto con y sin fibra para recolectar datos y resultados obtenidos

arrojados de este estudio, así como también una memoria fotográfica del desarrollo

del mismo.

Los instrumentos que se utilizarán en esta investigación para la recolección

de datos son:

Cuadro de resultados: son datos obtenidos mediante la máquina

utilizada para someter a esfuerzos de compresión los bloques, los cuales sirven

para realizar un análisis detallado del comportamiento de su resistencia para dar

un resultado final.

Cámara fotográfica: permite registrar paso a paso el comportamiento

del bloque mientras se le está aplicando el esfuerzo de compresión y también

permite observar detalladamente mediante imágenes el momento en que se

produzca la falla, así como otros aspectos de importancia.

Block de notas: permite realizar anotaciones importantes referentes al

desarrollo del ensayo de laboratorio.

Page 59: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

.

CAPÍTULO IV. PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS

DE RESULTADOS.

Page 60: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

47

Según Porrero, 2008, p.125 Se conoce como diseño de mezcla el

procedimiento mediante el cual se calculan cantidades que debe haber de todos y

cada uno de los componentes que intervienen en una mezcla de concreto, para

obtener de ese material el componente deseado, tanto durante su estado plástico

como después, en estado endurecido.

La mezcla está constituida por la combinación de un determinado agregado

fino con un determinado agregado grueso, cada uno de ellos con su respectiva

granulometría conocida previamente y, en algunos casos, subdivididos en

fracciones. Dentro de la mezcla actúa el agregado combinado, para que ese

agregado combinado produzca mezclas de calidad y economía su granulometría

debe estar comprendida entre ciertos límites constituyendo zonas granulométricas

de acuerdo con los tamaños .máximos correspondientes

4.1 Procedimiento para el cálculo del diseño de mezcla tradicional.

Para realizar un diseño de mezcla inicial el cual según lo establecido en la

Norma Covenin 42-82 sobre bloques huecos de concreto debe tener una resistencia

mínima a compresión de 25 kg/cm2 se deben realizar una serie de procedimientos,

los cuales se describen a continuación:

Se debe establecer el valor de β adecuado para la mezcla, este valor es

en porcentaje.

Se calcula la resistencia promedio requerida (Fcr), como es una

resistencia menor a los 350 kgf/cm2 se utilizan las siguientes formulas:

o Fcr = Fc + 1,34σ

o Fcr = Fc + 2,34σ – 35 kgf/cm2

(Fuente: Porrero, 2012, p.133)

Si se posee un registro de 30 ensayos consecutivos como mínimo, es

posible conocer la desviación estándar mediante los resultados arrojados

por los ensayos, dicha desviación es necesaria para el cálculo de la

Page 61: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

48

resistencia promedio requerida la cual debe ser mayor a la resistencia

ideal que se está necesitando en el proyecto o en el caso de

investigación.

Si no se posee un registro de ensayos consecutivos se debe modificar la

desviación estándar según especifica la siguiente tabla:

Resistencia especificada a la compresión Fc

(kgf/cm2)

Resistencia requerida a compresión Fcr

Control de Control de Sin Control

calidad calidad de calidad

excelente intermedio

Menor de 210 Fc + 45 Fc + 80 Fc + 130

De 210 a 350 Fc + 60 Fc + 95 Fc + 170

Más de 350 Fc + 75 Fc + 110 Fc + 110

Tabla # 4. Resistencia promedio a la compresión requerida, Fcr, cuando no se

dispone de datos para establecer la desviación estándar. (Fuente: Porrero, 2012, p.134)

Se procede al cálculo de la resistencia a la compresión del concreto,

relacionada con la Ley de Abrams.

Se establecen los parámetros para el cálculo de la relación triangular, en

la cual están implicados la trabajabilidad, relación agua/cemento y dosis

de cemento.

Se calcula el volumen de aire atrapado en la mezcla mediante la

siguiente formula:

V= C / P (litros/m3)

Dónde: la dosis C se expresa en kgf/m3 y el tamaño máximo P se

expresa en milímetros. (Porrero, 2012, p143)

Se calcula el volumen absoluto de los granos de cemento, volumen

absoluto de agua y volumen absoluto de los agregados.

Y Finalmente se emplean ecuaciones de volumen y cálculo de dosis de

agregados para finalizar el diseño de mezcla. Según el Manual de

Page 62: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

49

Concreto Estructural Porrero, 2012 las ecuaciones planteadas para este

cálculo final son las siguientes:

o A= β (A + G)

o G= (1-β) (A + G). Donde A y G son los pesos de la arena y el

agregado grueso respectivamente.

4.2 Procedimiento para el cálculo de la mezcla experimental con adición

de fibra de polipropileno.

Para este cálculo simplemente se realizarán los pasos mencionados en el

punto anterior con la unica condición que se le adicionará a la mezcla la fibra de

polipropileno. Dicha fibra deberá aportar nuevas condiciones a la mezcla para su

posterior evaluación, cabe destacar que 1kg de fibra de polipropileno rinde para 1m3

de mezcla aproximadamente, por lo cual después de haber realizado las mezclas a

ser sometidas a análisis se establecerá una nueva condición para la fabricación de

los bloques huecos de concreto los cuales seran sometidos a esfuerzos de

compresión pura para determinar su comportamiento en cuanto la resistencia.

4.3 Cálculo de diseño de mezcla tradicional.

Para iniciar con el cálculo del diseño de mezcla tradicional se debe calcular

la relación β, la cual se realizará de forma empirica con respecto a los

requerimientos de la mezcla para este trabajo de investigación, se empleará la tabla

presentada a continuación para realizar el cálculo.

Page 63: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

50

Tabla #5. Relación Arena / Agregado total, β (%) (Fuente: Porrero, 2012, p.128)

Generalmente, la relación beta debe estar en un rango entre 60 y 40% con

respecto a los requerimientos para el diseño de mezcla, como en el caso de este

trabajo de investigación el mayor porcentaje de agregado será del tamiz N° 8 en

adelante se debe obtener una relación beta mayor, es decir mas cerca hacia el

límite máximo que es 60% por lo tanto su cálculo será de la siguiente forma:

Con respecto a la tabla # 5 el valor intermedio entre 41.5% y 62.5% es 52%

aproximadamente, ahora para obtener el beta requerido se establece el valor

intermedio entre 52 y 62,5% que es el valor mas alto dentro del rango establecido,

tomando en cuenta esto tenemos el siguiente resultado:

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51

β = 57% siendo este el valor final de beta.

Como no se posee un registro de ensayos consecutivos se procede a

determinar la desviación estandar mediante la tabla # 2 estableciendo un control de

calidad excelente para determinar la resistencia promedio requerida .

Resistencia promedio requerida (Fcr)

Fc Control de calidad Procedimiento Cálculo Total fcr

25 Excelente Fc + 45 25 + 45 70

Tabla #6. Cálculo de Resistencia Promedio Requerida (Fcr). (Fuente: Propia.)

Igualmente, como se dispone de suficiente información para sustentar la

desviación estandar la norma Covenin 1753:2006 autoriza la dosificación del

concreto mediante el uso de la siguiente tabla:

Tabla #7. Relación Agua/Cemento máxima permisible cuando no existen datos

de ensayos de resistencia o experiencia en obra.

(Fuente: Porrero, 2012, p.135.)

Relación Agua/Cemento máxima permisible cuando no existen datos de ensayos de resistencia o

experiencia en obra

Relación agua / cemento por peso

Resistencia especificada Fc (kgf/cm2)

Concreto sin aire incorporado

Concreto con aire

incorporado

150 0,62 0,51

210 0,52 0,42

250 0,44 0,34

300 0,37

350

Page 65: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

52

Se procede a interpolar el valor de resistencia especificada para este

trabajo de investigación mediante la siguiente tabla:

Relación Agua/Cemento máxima permisible cuando no existen datos de ensayos de resistencia o experiencia en obra

Relación agua / cemento por peso

Resistencia especificada Fc (kgf/cm2)

Concreto sin aire incorporado

Concreto con aire incorporado

25 0,103 0,08

150 0,62 0,51

210 0,52 0,42

250 0,44 0,34

300 0,37

350

Tabla #8. Interpolación del valor de resistencia especificada para este trabajo

de investigación.

(Fuente: Propia.)

Se procede a calcular la Ley de Abrams mediante la siguiente formula:

α= 3,147 – 1,065 . Log Ṝ28 (kgf/cm2).

Extraido de manual de concreto estructural, Porrero 2012, p.136.

Se utiliza una resistencia de 25 kgf/cm2 por lo cual utilizando la formula antes

mencionada obtenemos el siguiente resultado:

α= 3,147 – 1,065 . Log 25.28

(Fuente: Propia)

α= 1.65

Page 66: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

53

Con este valor obtenido se procede a calcular la resistencia a la compresión

a los 28 dias con la siguiente formula establecida en el Manual de Concreto

Estructural de Joaquin Porrero.

Tabla #9. Representacion gráfica de la Ley de Abrams.

(Fuente: Porrero, 2012, p.137)

Page 67: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

54

Ṝ28=

obteniendo el siguiente resultado

Ṝ28=

= 25.47 kgf/cm2

(Fuente. Propia)

Este valor obtenido es la resistencia ideal requerida a los 28 dias para

bloques huecos de concreto de espesor 15cm.

Posteriormente se procede a realizar el cálculo de la relación triangular

utilizando la tabla y formula a continuación:

Tabla #10. Relación entre la trabajabilidad (T), el contenido de cemento (C) y la

relación agua/cemento α.

(Fuente: Porrero, 2012, p.140)

Ṝ28= 25.47 kgf/cm2

Page 68: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

55

Con un asentamiento de 6” se procede a realizar el siguiente cálculo de

dosis de cemento utilizando la formula planteada en la tabla anterior:

obteniendo el siguiente resultado:

(Fuente. Propia)

Este valor obtenido de cemento se multiplica por 0,30 para obtener el

volumen absoluto de granos de cemento obteniendo el siguiente resultado:

C = 81.41 kgf/m3, con volumen: 81.41 x 0.3 = 24.42 l/m3

Se calcula el volumen de aire atrapado de la siguiente forma:

V= C / P donde C es la dosis de cemento que se expresa en kgf/m3 y P el

tamaño máximo que se expresa en milimetros. (Porrero, 2012, p.143).

Usando la fórmula anteriormente planteada se obtiene el siguiente

resultado:

(Fuente: propia)

Se calcula la cantidad de agua necesaria, con la siguiente fórmula:

a = C x α. Expresado en kgf/m3 (Porrero, 2012, p.143).

V = 34.20 %

C = 81.41 Kgf / m3

Page 69: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

56

Se obtiene el siguiente resultado:

a = 81.41 x 1.65 = 134.32 kgf/m3 = 134 l/m3

(Fuente: Propia)

Para calcular el volumen absoluto de agregados se debe conocer su peso

especifico el cual es determinado en el laboratorio, debido a que no se disponen

esos datos se usará un valor promedio de 2.65 para ambos agregados y para su

combinacion como lo establece el Manual de Concreto Estructural de Joaquin

Porrero.

La ecuación para calcular el volumen será la siguiente:

( )( )

(Fuente: Porrero, 2012. P.155)

Empleando la fórmula anterior se obtiene el siguiente resultado:

( )

(Fuente. Propia)

En vista de que para el diseño de mezcla de bloques de concreto no se

utilizará agregado grueso se tomará el valor de G=0, obteniendo asi lo siguiente:

Con G= 0 nos queda entonces:

a = 134 l/m3

A= 2140 kgf/m3.

Page 70: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

57

Con un volumen de:

(Fuente: Propia.)

Resumiendo resultados la dosificación quedará de la siguiente forma:

Componente Peso (kgf/m3) Volumen Absoluto (litros/m3)

Cemento 81,41 24,42

Agua 134 134

Arena lavada 2140 807,5

Aire 34,20

Total 2355.41 1000

Tabla #11. Resumen de dosificación de la mezcla

(Fuente: Propia)

Para detallar un poco mas el cálculo se realizará la dosificación por volumen

obteniendo los siguientes resultados:

Dosis de cemento, se emplea la formula Cv = C/42.5 (Porrero, 2012, p.155)

y se obtiene el siguiente resultado Cv = 81.41 / 42.5 entonces Cv = 2 sacos /

m3. (Fuente. Propia.)

“Como no se conocen los pesos unitarios de los agregados se utilizarán los

valores usuales promedio PU = 1.45 kgf/litro para arena lavada” (Porrero,

2012, p.155).

Se emplean las siguientes fórmulas para obtener las dosis de volumen de

agregados:

o Gv = Gp / PU

Aplicando las fórmulas anteriores se obtienen los siguientes resultados:

o

Page 71: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

58

En resumen se tiene que la dosificación por volumen es la siguiente:

Componente Dosis

Cemento 2 sacos/m3

Agua 134 litros/m3

Arena lavada 1475 litros/m3

Tabla #12. Resumen de dosificacion por volumen. (Fuente: Propia)

Dosificacion requerida para un bloque de concreto de 15cm es la siguiente:

Dimensiones de bloque de 15cm en M

Largo Ancho Alto Total m3

0,4 0,15 0,2 0,012

Tabla #13. Dimensiones de bloque de concreto de 15cm. (Fuente: Propia.)

Dosificación para 1 bloque de concreto de 15cm

Componente Peso (kgf/m3) Volumen Absoluto (l/m3)

Cemento 1,0 0,3

Agua 2 2

Arena lavada 26 10

Total 28,3 12,3

Tabla #14. Dosificacion para un bloque de concreto de 15cm.

(Fuente: Propia.)

Page 72: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

59

4.4 Cálculo de diseño de mezcla experimental con adición de fibra de

polipropileno.

Con los datos de dosificaciones obtenidos en la parte anterior para 1m3 de

concreto se procede a adicionarle fibra de polipropileno la cual según

especificaciones tecnicas del producto establece la cantidad requerida para 1m3 de

mezcla de concreto por lo cual se realizó la siguiente tabla:

Dosificación de fibra de polipropileno para bloques de concreto

Área del bloque (M3) Para 1m3 de mezcla (kg) Para 1 bloque concreto

0,012 0,9 0,011

Tabla #15. Dosificación de fibra de polipropileno para bloques. (Fuente: Propia)

Una vez obtenido las dosificaciones para la adicion de la fibra de

polipropileno para la mezcla experimental las dosificaciones quedaron de la

siguiente forma:

Dosificaciones para la mezcla experimental y bloques de concreto experimentales

Componente Volumen Absoluto (l/m3) para la mezcla

Volumen Absoluto (l/m3) para los bloques

Cemento 24,42 0,3

Agua 134 2

Arena lavada 807.5 10

Aire 34,2

Sikafiber AD. (Fibra polipropileno)

0,9 0,011

Total 1001 12,31

Tabla #16. Dosificaciones para la mezcla experimental y para bloques de

concreto experimentales.

(Fuente: Propia.)

Page 73: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

60

Una vez obtenidos los resultados para realizar las mezclas respectivas para

cada tipos de bloques se procede a someterlos a ensayos de compresión pura, para

evaluar su comportamiento resistente a tal esfuerzo aplicado.

Con lo obtenido en el laboratorio se realiza el análisis comparativo de los

resultados de ambos tipos de bloques para fijar posición y llegar a una conclusión

lógica del comportamiento de los mismos cuando se les aplica tal esfuerzo.

4.5 Proceso de fabricación de bloques de concreto tradicionales y

experimentales para ser sometidos a compresión.

Para la realización de los bloques de concreto se realizó el diseño de mezcla

siguiendo los parámetros establecidos en el Manual de Concreto Estructural de

Joaquín Porrero y los lineamientos establecidos en el cálculo para tal diseño de

mezcla.

Debido al bajo control de calidad que hay actualmente en Venezuela en las

distintas alfarerías que se encargan de fabricar bloques se procederá a trabajar de

una forma muy particular, con tres diseños de mezcla, el primer diseño de mezcla

será el calculado para la producción de tres muestras que fue lo permitido por una

alfarería, después de producidas estas tres primeras muestras de bloques

tradicionales se procedió a realizar las otras 15 muestras adaptando el cálculo del

diseño de mezcla propuesto en esta investigación a la forma de trabajo de la

alfarería para posteriormente someter todas las muestras a ensayos de compresión

y determinar resultados, análisis y conclusiones.

Primero se realizó la mezcla tradicional para los tres primeros bloques de

concreto según los lineamientos establecidos en el diseño de mezcla calculado y

posteriormente según la metodología de mezcla utilizado por la alfarería se

realizaron el resto de las muestras de bloques tradicionales y experimentales.

Page 74: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

61

Figura # 11. Mezcla tradicional para bloques.

(Fuente: Propia.)

Posteriormente se realizó la mezcla experimental para bloques huecos de

concreto adicionándole la fibra de polipropileno SIKAFIBER AD.

Figura#12. Mezcla experimental con fibra de polipropileno SIKAFIBER.

(Fuente: Propia.)

Page 75: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

62

Finalmente para la realización de los bloques se utilizó una maquina vibro-

compactadora, ubicada en las instalaciones de la Alfarería Brion C.A., Municipio

Brion, Sector Higuerote, Estado Miranda. Dicha máquina posee una mesa vibratoria

en la cual se vibra y se vierte la mezcla en el molde de bloques que posee dicha

máquina y posteriormente mediante el uso de una palanca desmoldar y obtener los

bloques, dicha máquina produce aproximadamente entre 300 y 400 bloques por

cada turno de 8 horas de trabajo, es de fácil instalación y ocupa poco espacio, estas

características fueron suministradas por el técnico encargado de maniobrar el

equipo.

Figura#13. Máquina Vibro-compactadora.

(Fuente: Propia.)

Una vez realizadas la mezcla tradicional calculada, la mezcla tradicional de

fabricación y la mezcla de fabricación experimental, se pasaron por la máquina

vibro-compactadora y se obtienen los bloques huecos de concreto los cuales

después de haber pasado por el proceso de curado y secado pasarán por un

proceso de preparación para posteriormente ser sometidos a esfuerzos de

compresión.

Page 76: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

63

Figura # 14. Bloques tradicionales de concreto.

(Fuente: Propia.)

A continuación se observan los bloques experimentales de concreto con

adición de fibra de polipropileno SIKAFIBER:

Figura # 15. Bloques de concreto con fibra de polipropileno SIKAFIBER.

(Fuente: Propia.)

Page 77: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

64

4.6 Preparación de la muestra para ser sometida a esfuerzos de

compresión.

Según la norma COVENIN 42-82 para bloques huecos de concreto se

debe cubrir la superficie por donde va a ser aplicada la carga con una

cubierta de yeso, la cual debe quedar totalmente plana y no debe ser mayor

a 3.2mm de espesor. Se apoya la cara que va a ser sometida a compresión

del bloque sobre la pasta y se presiona firmemente hacia abajo con un solo

movimiento.

Una vez colocada dicha pasta y después de haber fraguado no se

permite la reparación de la misma, debe removerse y aplicar el procedimiento

nuevamente.

Figura # 16. Bloques de concreto con compuesto de yeso.

(Fuente: Propia.)

Page 78: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

65

4.7 Ensayos a compresión en bloques de concreto.

El ensayo a compresión es el esfuerzo máximo que puede soportar un

elemento cuando es sometido a una carga de aplastamiento, dicha resistencia se

calcula dividiendo la carga máxima por el área transversal original del elemento que

está siendo sometido a carga.

4.7.1 Procedimiento realizado en campo para someter los bloques de

concreto a ensayos de compresión.

La capa de yeso que se debe colocar al bloque con una resistencia

no menor a 245 kg/cm2 debe tener por lo menos 24 horas de

colocada.

Se colocan los bloques de ensayo de manera que la carga aplicada

vaya en la misma dirección que las cargas actúen sobre la superficie

en la construcción.

Se debe pesar cada muestra y tomar las medidas para determinar el

área del bloque.

Figura # 17. Peso de la muestra.

(Fuente: Propia)

Page 79: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

66

Se debe colocar dos planchas metálicas por ambos lados del bloque,

las cuales deben tener un espesor no menor a 12,7 mm según la

Norma COVENIN 42-82 para bloques huecos de concreto.

Figura#18. Planchas colocadas a ambos lados del bloque.

(Fuente: Propia.)

Se hace coincidir el centro de la superficie esférica de la máquina con

el centro de la plancha de carga que va a estar en contacto con el

bloque y se le aplica la carga al bloque hasta llegar a su máximo

soporte.

Figura # 19. Bloque de concreto sometido a esfuerzo de compresión.

(Fuente. Propia.)

Page 80: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

67

4.8 Resultados obtenidos de los esfuerzos a compresión en bloques de concreto.

Tabla # 17. Cuadro de resultados ensayos a compresión en bloques de concreto con diseño de mezcla

calculado. (Fuente: Propia)

Nota: Resultados obtenidos en el laboratorio de ensayos de la empresa CONSULCRET, C.A.

MUESTRA

FECHA DE

ELABORACIÓN

EDAD DE

ENSAYO

(DÍAS)

ELEMENTO

LARGO

BLOQUE

(cm)

ANCHO

BLOQUE

(cm)

ALTO

BLOQUE

(cm)

ESPESOR

PAREDES

(cm)

AREA DEL

BLOQUE

(CM2)

PESO

(kg)

DENSIDAD

CONCRETO

(kg/m3)

CARGA

MAXIMA

DEL

ENSAYO

(kgf)

Rc

(kgf/cm2)

M-1 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.9 19 2 235.2 11,400 2470 6480 28

M-2 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.8 19 2.1 231.3 11,790 2490 6350 27

M-3 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.8 19 2 231.3 11,380 2484 6580 28

CUADRO DE RESULTADOS DE ENSAYOS A COMPRESIÓN DE BLOQUES DE CONCRETO SIN FIBRA CON DISEÑO DE MEZCLA CALCULADO

Page 81: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

68

Tabla # 18. Cuadro de resultados de ensayos a compresión en bloques de concreto.

(Fuente: Propia)

Nota: Resultados obtenidos en el laboratorio de ensayos de la empresa CONSULCRET, C.A.

N° MUESTRAFECHA DE

ELABORACIÓN

EDAD DE

ENSAYO

(DÍAS)

ELEMENTO

LARGO

BLOQUE

(cm)

ANCHO

BLOQUE

(cm)

ALTO

BLOQUE

(cm)

ESPESOR

PAREDES

(cm)

PESO

(kg)

DENSIDAD

CONCRETO

(kg/m3)

CARGA MAXIMA

DEL ENSAYO

(kgf)

Rc

(kgf/cm2)

M-1 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.9 19 2 10,562 2363 4170 18

M-2 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.8 19 2.1 10,124 2180 4565 19

M-3 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.8 19 2 10,473 2352 4075 17

M-4 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.9 19 2 10,104 2261 3530 15

M-5 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.8 19 2 11,011 2472 5330 23

M-6 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.8 18.9 2 9.959 2248 4315 18

M-7 24/03/2014 30 BLOQUE SIN FIBRA 39 13.8 19 2 10,428 2341 3325 14

M-8 24/03/2014 30 BLOQUE CON FIBRA 39 13.8 20 2 11,380 2427 5880 25

M-9 24/03/2014 30 BLOQUE CON FIBRA 38.8 13.8 19.8 2 11,106 2401 5290 23

M-10 24/03/2014 30 BLOQUE CON FIBRA 39.3 14 19.9 2 11,792 2498 4560 19

M-11 24/03/2014 30 BLOQUE CON FIBRA 39.2 13.8 19.9 2 11,174 2387 4575 19

M-12 24/03/2014 30 BLOQUE CON FIBRA 39.3 14 18.4 2 10,600 2429 3345 14

M-13 24/03/2014 30 BLOQUE CON FIBRA 39.1 13.7 20.2 2 11,598 2454 4135 18

M-14 24/03/2014 30 BLOQUE CON FIBRA 39.2 13.6 19.9 2 10,727 2308 3215 14

M-15 24/03/2014 30 BLOQUE CON FIBRA 39.1 13.8 17.7 2 9,776 2352 2115 9

CUADRO DE RESULTADOS DE ENSAYOS A COMPRESIÓN DE BLOQUES DE CONCRETO CON DISEÑO DE MEZCLA DE FABRICACIÓN

Page 82: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

69

Gráfico # 1. Rc obtenida en bloques de concreto tradicionales con

diseño de mezcla calculado. (Fuente: Propia)

Gráfico # 2. Rc obtenida en bloques de concreto tradicionales con

diseño de mezcla de fabricación.

(Fuente. Propia)

M-1 M-2 M-3

Rc (kgf/cm2) 28 27 28

20

25

30

Rc

(Kgf

/cm

2)

BLOQUES DE CONCRETO TRADICIONALES CON DISEÑO DE MEZCLA CALCULADO

M-1 M-2 M-3 M-4 M-5 M-6 M-7

Rc (kgf/cm2) 18 19 17 15 23 18 14

02468

101214161820222426

RC

(kg

f/cm

2)

BLOQUE DE CONCRETO TRADICIONALES CON DISEÑO DE MEZCLA DE FABRICACIÓN

Rc (kgf/cm2)

Page 83: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

70

Gráfico # 3. Rc obtenida en bloques de concreto experimentales con

adición de fibra de polipropileno.

(Fuente. Propia).

M-8 M-9 M-10 M-11 M-12 M-13 M-14 M-15

Rc (kgf/cm2) 25 23 19 19 14 18 14 9

02468

10121416182022242628

Rc

(kgf

/cm

2)

BLOQUE DE CONCRETO EXPERIMENTALES CON FIBRA DE POLIPROPILENO CON DISEÑO DE

MEZCLA DE FABRICACIÓN.

Page 84: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

71

Gráfico # 4. Rc obtenida en bloques de concreto tradicionales y

experimentales con los diseños de mezcla utilizados. (Fuente: Propia)

Rc obtenida (Kgf/cm2)

28

27

28

18

19

17

15

23

18

14

25

23

19 19

14

18

14

9

Rc obtenida en bloques de concreto tradicionales y experimentales con los diseños de mezcla utilizados (Kgf/cm2)

M-1 M-2 M-3 M-4 M-5 M-6 M-7 M-8 M-9

M-10 M-11 M-12 M-13 M-14 M-15 M-16 M-17 M-18

Rc D.M Calculado

Rc D.M Fabricación

Rc D.M Fabricación + Fibra de polipropileno

Page 85: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

72

Gráfico # 5. Comparación de Rc obtenida en bloques de concreto

tradicionales y experimentales con el diseño de mezcla de fabricación.

(Fuente: Propia)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

Comparación de Rc obtenida en bloques de concreto tradicionales y experimentales (Kgf/cm2)

M-1 M-2 M-3 M-4 M-5 M-6 M-7 M-8 M-9 M-10 M-11 M-12 M-13 M-14 M-15 BLOQUES TRADICIONALES BLOQUES EXPERIMENTALES

Page 86: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

73

4.9 Análisis comparativo de resistencia en bloques huecos de concreto

tradicionales y bloques huecos de concreto con adición de fibra de

polipropileno con diseño de mezcla de fabricación.

Una vez obtenido los resultados de laboratorio de los ensayos a compresión

de los respectivos bloques de concreto tradicionales y experimentales con fibra se

procederá a trabajar con los resultados obtenidos en el diseño de mezcla de

fabricación para determinar qué impacto causó la fibra de polipropileno en los

bloques de concreto. Se descartaron una serie de resultados que estaban fuera del

margen de resistencia a evaluar, obteniendo así los siguientes resultados:

Page 87: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

74

Tabla # 18. Cuadro comparativo de resultados de ensayos a compresión en bloques de concreto

tradicionales y bloques de concreto con fibra de polipropileno con diseño de mezcla de fabricación.

(Fuente: Propia)

Page 88: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

75

Según el análisis y el cuadro de resultados planteados anteriormente se

puede evidenciar que hay un aumento en la resistencia de bloques con adición de la

fibra de polipropileno SIKAFIBER, se puede notar que en un 67% de las muestras

experimentales ensayadas con respecto a las tradicionales hubo un incremento de

resistencia a compresión, lo cual es un efecto positivo en cuanto al uso de la fibra en

bloques de concreto.

Gráfico # 6. Análisis de resultados de Rc de bloques de concreto

tradicionales.

(Fuente: Propia.)

M-1 M-2 M-3 M-4 M-6

Rc obtenida (kgf/cm2) 18 19 17 15 18

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Rc

(kgf

/cm

2)

ANÁLISIS DE RESULTADOS DE Rc (kgf/cm2) DE BLOQUES DE

CONCRETO TRADICIONALES

Page 89: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

76

Gráfico # 7. Análisis de resultados de Rc de bloques de concreto

experimentales con fibra de polipropileno.

(Fuente: Propia)

A continuación se presenta un gráfico comparativo de resistencias promedio

entre bloques de concreto tradicionales y bloques de concreto experimentales con

adición de fibra de polipropileno:

M-8 M-9 M-10 M-11 M-12

Rc obtenida(kgf/cm2)

25 23 19 19 14

02

46

810

121416182022

2426

28

Rc

(kgf

/cm

2)

ANÁLISIS DE RESULTADOS DE Rc (kgf/cm2) DE BLOQUES DE CONCRETO EXPERIMENTALES

CON FIBRA DE POLIPROPILENO

Page 90: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

77

Gráfico # 8. Comparación de Rc entre bloques de concreto tradicionales

y bloques de concreto experimentales con fibra de polipropileno.

(Fuente: Propia)

16

17

18

19

20

Resistencia PromedioBloques tradicionales

(kgf/cm2)

Resistencia PromedioBloques experimentales

con fibra (kgf/cm2)

Rc (kgf/cm2) 17 20

Rc

(kgf

/cm

2)

COMPARACIÓN DE Rc (kgf/CM2) ENTRE BLOQUES DE CONCRETO TRADICIONALES Y BLOQUES DE CONCRETO EXPERIMENTALES

CON FIBRA DE POLIPROPILENO

Page 91: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

78

En el gráfico a continuación se presentará una comparación entre las

Resistencias a compresión promedios obtenidas con respecto a los diseños de

mezcla utilizados para cada elaboración de las diferentes muestras que fueron

sometidas a esfuerzo.

Gráfico # 9. Comparación de Rc entre bloques tradicionales de concreto y

bloques experimentales con respecto a los diseños de mezcla empleados.

(Fuente: Propia)

0

5

10

15

20

25

30

ResistenciaPromedio Bloques

tradicionales(kgf/cm2)

Rc (kgf/cm2) 17 20 28

Rc

(kgf

/cm

2)

Comparación de Rc (kgf/cm2) entre bloques tradicionales de concreto y bloques experimentales

con fibra con respecto a los diseños de mezcla empleados

Rc promedio Bloques experimentales con

fibra (Kgf/cm2)

Rc promedio bloques tradicionales diseño de mezcla calculado

Diseño de Mezcla de fabricación

Diseño de Mezcla de fabricación + Fibra de

polipropileno

Diseño de mezcla calculado

Page 92: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

79

En la siguiente tabla se presenta el porcentaje de aumento de los bloques

experimentales con fibra de polipropileno con respecto a los bloques tradicionales

de concreto:

Tabla # 19. Porcentaje de aumento de Rc (kgf/cm2) de bloques de concreto

experimentales con fibra de polipropileno con respecto a los bloques de

concreto tradicionales.

(Fuente: Propia)

4.10 Costos de fabricación de bloques de concreto tradicionales y

experimentales con fibra de polipropileno.

En este punto de la investigación se darán detalles de los costos

asociados a la fabricación de los bloques tradicionales de concreto y los

bloques experimentales con fibra de polipropileno, los cuales posterior a su

fabricación fueron sometidos a esfuerzos de compresión, los costos aquí

presentados son ajustados a la situación actual del país tomando en cuenta

la dificultad que hay en la producción y fácil adquisición de materiales.

Tipo de

Bloque

Rc promedio

(Kgf/cm2)

% de aumento de Rc

(kgf/cm2)

Bloque tradicional de

concreto 17

18 Bloque experimental con

adición de fibra de

polipropileno.

20

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80

Tabla # 20. Análisis de precio unitario de bloques de concreto

tradicionales.

(Fuente. Propia)

Fecha: 27/04/2014

ANÁLISIS DE PRECIO UNITARIOPartida N°: 1

Obra:

Cliente: LUIS ACOSTA Código de Obra: 12345

Partida:

C o venin: S/C Unidad: C antidad: R endimiento :

PZA 7.00 300.000000 PZA/dia

1.- MATERIALES

C ó digo D escripció n Unidad C antidad C o sto B s. % D esp. T o tal B s.

AGR060 ARENA LAVADA EN BOLSA sco 1.00000 37.50 5.00 39.38

CEM 010 CEM ENTO GRIS PORTLAND TIPO I 42.5 KG-PM V sco 0.02500 200.00 5.00 5.25

AGR001 AGUA TARIFA INDUSTRIAL m3 0.00200 10.99 0.00 0.02

T o tal M ateriales: 44.65

Unitario M ateriales: 44.65

2.- EQUIPOS

C ó digo D escripció n C antidad T arifa B s. % D epr. T o tal B s.

ALB013 JUEGO DE PALA, PICO Y CARRETILLA 1.00000 24.89 1.00000 24.89

CPT008 VIBROCOM PACTADORA AUTOPROPULSADA 1.00000 760,628.22 0.00400 3,042.51

T o tal Equipo s: 3,067.40

Unitario Equipo s: 10.22

3.- MANO DE OBRA

C ó digo D escripció n C antidad Salario B s. T o tal B s.

1-1.2 AYUDANTE 1.00000 134.95 134.95

T o tal M ano de Obra M eno r: 134.95

T o tal M ano de Obra: 134.95

300.00% P restacio nes So ciales: 404.85

T o tal M ano de Obra: 539.80

Unitario M ano de Obra: 1.80

C o sto D irecto po r Unidad: 56.67

15.00 % A dministració n y Gasto s Generales: 8.50

Subto tal: 65.17

10.00 % Utilidad e Imprevisto s: 6.52

80.29

UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA

ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE BLOQUES HUECOS DE CONCRETO CON

LA ADICIÓN DE FIBRA DE POLIPROPILENO.

FABRICACIÓN DE BLOQUES DE CONCRETO TRADICIONAL E=15 CM.

Desarrollado por: Lulo Software C.A,

Para uso exclusivo de: LUIS ACOSTA

PRECIO UNITARIO:

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81

Tabla # 21. Análisis de precio unitario para bloques de concreto

experimentales con adición de fibra de polipropileno. (Fuente .Propia)

Fecha: 27/04/2014

ANÁLISIS DE PRECIO UNITARIOPartida N°: 2

Obra:

Cliente: LUIS ACOSTA Código de Obra: 12345

Partida:

C o venin: S/C Unidad: C antidad: R endimiento :

PZA 8.00 300.000000 PZA/dia

1.- MATERIALES

C ó digo D escripció n Unidad C antidad C o sto B s. % D esp. T o tal B s.

FIBRA FIBRA DE POLIPROPILENO SIKAFIBER KG 0.01100 265.00 5.00 3.06

CEM 010 CEM ENTO GRIS PORTLAND TIPO I 42.5 KG-PM V sco 0.02500 200.00 5.00 5.25

AGR001 AGUA TARIFA INDUSTRIAL m3 0.00200 10.99 0.00 0.02

AGR060 ARENA LAVADA EN BOLSA sco 1.00000 37.50 5.00 39.38

T o tal M ateriales: 47.71

Unitario M ateriales: 47.71

2.- EQUIPOS

C ó digo D escripció n C antidad T arifa B s. % D epr. T o tal B s.

ALB013 JUEGO DE PALA, PICO Y CARRETILLA 1.00000 24.89 1.00000 24.89

CPT008 VIBROCOM PACTADORA AUTOPROPULSADA 1.00000 760,628.22 0.00400 3,042.51

T o tal Equipo s: 3,067.40

Unitario Equipo s: 10.22

3.- MANO DE OBRA

C ó digo D escripció n C antidad Salario B s. T o tal B s.

1-1.2 AYUDANTE 1.00000 134.95 134.95

T o tal M ano de Obra M eno r: 134.95

T o tal M ano de Obra: 134.95

300.00% P restacio nes So ciales: 404.85

T o tal M ano de Obra: 539.80

Unitario M ano de Obra: 1.80

C o sto D irecto po r Unidad: 59.73

15.00 % A dministració n y Gasto s Generales: 8.96

Subto tal: 68.69

10.00 % Utilidad e Imprevisto s: 6.87

84.63

UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA

ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE BLOQUES HUECOS DE CONCRETO CON

LA ADICIÓN DE FIBRA DE POLIPROPILENO.

FABRICACIÓN DE BLOQUES DE CONCRETO EXPERIMENTAL CON FIBRA DE POLIPROPILENO SIKAFIBER E=15

CM.

Desarrollado por: Lulo Software C.A,

Para uso exclusivo de: LUIS ACOSTA

PRECIO UNITARIO:

Page 95: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

82

En la tabla a continuación se presentan los costos totales de fabricación de

bloques de concreto tradicionales y experimentales para este trabajo de grado,

según los precios unitarios presentados en la parte anterior:

Tabla # 22. Costos totales de fabricación de bloques de concreto

tradicionales y experimentales, y porcentaje de incremento de costos.

(Fuente. Propia)

De acuerdo con la tabla mostrada en la parte anterior se puede observar un

incremento en los costos de los precios unitarios de 6% por cada unidad fabricada

con fibra de polipropileno con respecto a las unidades fabricadas tradicionales.

4.11 Incremento de costos con respecto a la utilidad de los bloques de

concreto.

A pesar del incremento del 6% en el costo de elaboración en los bloques

experimentales de concreto con respecto a los bloques tradicionales, este primer

COSTOS TOTALES DE FABRICACIÓN DE BLOQUES TRADICIONALES Y EXPERIMENTALES, Y PORCENTAJE DE INCREMENTO DE COSTOS.

DESCRIPCIÓN UNIDAD CANT. P.U. TOTAL BS.F

% AUMENTO P.U.

FABRICACÍON DE BLOQUES DE CONCRETO

TRADICIONALES E= 15CM

PZA 10 80.29 802.90

6 FABRICACIÓN DE

BLOQUES DE CONCRETO

EXPERIMENTALES CON FIBRA DE

POLIPROPILENO E = 15CM

PZA 8 84.63 677.04

Page 96: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

83

bloque brinda una serie de ventajas las cuales son muy beneficiosas al momento de

su uso.

Las principales ventajas que ofrece este nuevo bloque de concreto

experimental con adición de fibra de polipropileno son las siguientes:

Aumento de la permeabilidad.

Evita el paso de agentes corrosivos en estructuras de concreto

armado.

Aumento la resistencia a compresión del bloque.

Aumento la resistencia del bloque por esfuerzos de fisuración.

Aumenta la calidad y durabilidad del bloque.

Page 97: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

.

CAPÍTULO V.

CONCLUSIONES Y

RECOMENDACIONES

Page 98: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

85

5.1 Conclusiones.

Diseñar una mezcla tradicional para bloques huecos de concreto con una

resistencia mínima de 25 kg/cm2.

Se realizaron los cálculos tal cual como lo establece el manual de

concreto estructural de Joaquín Porrero, determinando la relación

beta, relación agua cemento, trabajabilidad, y por último se obtuvo la

dosificación para proceder con el diseño de mezcla con la resistencia

indicada.

Diseñar una mezcla tradicional para bloques huecos de concreto con la

adición de fibra de polipropileno, para una resistencia mínima de 25kg/cm2.

Empleando la misma metodología de cálculo del diseño anterior se

hicieron los cálculos respectivos y se obtuvieron las dosificaciones

con la única diferencia que se le agregó fibra de polipropileno

SIKAFIBER a la mezcla para realizar los bloques de concreto

experimentales.

Modelar bloques huecos de concreto de 15cm mediante el uso de la

máquina vibro-compactadora, para ser sometidos a esfuerzos de compresión.

El método empleado para la fabricación de los bloques fue mediante

el uso de una maquina vibro-compactadora ya que la misma

garantiza un buen acabado en los bloques, así como también una

buena resistencia.

Al momento de modelar los bloques tanto tradicionales como

experimentales se tuvo que establecer diferentes diseños de mezcla

ya que después de hacer un recorrido por las distintas alfarerías

ninguna tiene un control de calidad establecido para la elaboración de

los diferentes bloques de concreto usados en la construcción.

También es importante destacar que debido a políticas de trabajo de

la Alfarería Brion, lugar donde se fabricaron los bloques solamente

permitieron fabricar tres muestras utilizando el diseño de mezcla

calculado en esta investigación para la resistencia mínima

Page 99: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

86

establecida por la Norma Covenin 42-82 para bloques huecos de

concreto.

Determinar la resistencia de los bloques tradicionales de concreto sometidos

a compresión.

Los ensayos a compresión de los bloques de concreto se realizaron

en el laboratorio de materiales de la empresa Consulcret, C.A. y

arrojaron un valor de resistencia promedio de 17 kgf/cm2 en el diseño

de mezcla utilizado para la fabricación y una resistencia promedio de

28 kgf/cm2 con respecto al diseño de mezcla calculado en este

trabajo de grado.

Determinar la resistencia de los bloques de concreto con la adición de fibra

de polipropileno sometidos a compresión.

Los ensayos a compresión en los bloques experimentales realizados

en los laboratorios de la empresa CONSULCRET, C.A. arrojaron un

valor de resistencia promedio de 20 kgf/cm2 demostrando un

incremento en la resistencia con respecto a los bloques tradicionales

con el mismo diseño de mezcla de fabricación empleado para fabricar

estos bloques.

Analizar comparativamente la resistencia de los bloques tradicionales de

concreto y los bloques con adición de fibra de polipropileno sometido a esfuerzos de

compresión.

Se encontró una diferencia de resistencia a compresión entre los bloques de

concreto tradicionales realizados con el diseño de mezcla calculado en este trabajo

de grado con respecto al diseño de fabricación empleado en la realización del resto

de las muestras, tal diferencia fue de 17 kgf/cm2 en bloques de concreto

tradicionales con diseño de mezcla de fabricación por la alfarería y de 28 kgf/cm2

para los bloques de concreto tradicionales realizados con el diseño de mezcla

calculado.

Page 100: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

87

Esta diferencia de resistencias entre un diseño y otro se debe a que

actualmente en Venezuela a nivel de alfarerías, bloqueras y diferentes empresas

que se encargan de la realización de bloques de concreto no utilizan ningún control

de calidad para asegurar que los materiales que salen a la calle cuentan con los

requisitos mínimos establecidos en la norma COVENIN para su uso en la

construcción.

En cuanto a la comparación entre los diseños de mezcla de fabricación y el

diseño de mezcla de fabricación con fibra, una vez obtenidos los resultados a

compresión de bloques tradicionales y bloques experimentales se despreciaron una

serie de valores que no se encontraban en el rango establecido de resistencia a

compresión (kgf/cm2) y se determinó que la resistencia promedio a compresión para

un bloque tradicional fue de 17 kgf/cm2 y para los bloques experimentales con fibra

de polipropileno se determinó que la resistencia promedio a compresión fue de 20

kgf/cm2 lo que arroja un aumento de la resistencia en un 18%, demostrando así que

la fibra de polipropileno hace que la resistencia a compresión en los bloques de

concreto aumente.

Otra de las ventajas que se pudieron presenciar en el ensayo de estos

bloques con fibra es que hubo mejoras en la fisuración de los mismos, a pesar de

que los bloques de concreto trabajan a compresión en la construcción es importante

destacar esta ventaja. Al momento de producirse la falla por compresión la fibra

hace un efecto de malla o tejido y no permite que el bloque se rompa por completo

sino que mantiene la homogeneidad del mismo entre un 80 y 90%.

Con respecto al análisis de costos de fabricación de bloques de concreto, se

determinó que para bloques de concreto tradicionales el costo de producción por

unidad fue de 80,29 Bs. F y para bloques de concreto con adición de fibra de

polipropileno el costo de producción por unidad fue de 84,63 Bs. F lo que genera un

incremento en los costos de producción en un 6% con respecto a los bloques

tradicionales, cabe destacar que estos costos están ajustados al verdadero costo de

los materiales de construcción en la actualidad en Venezuela.

Page 101: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

88

A pesar del incremento obtenido en los costos de fabricación de los bloques

de concreto experimentales con respecto a los bloques de concreto tradicionales,

este brinda una serie de características adicionales las cuales brindan una serie de

ventajas a este nuevo material para su uso en la construcción, las ventajas más

importantes que tiene este bloque experimental es que aumenta la permeabilidad

ayudando a que el agua no dañe el material ni sufra agrietamientos por humedad o

por otro factor externo.

Otra de las ventajas que brinda este bloque es que no permite el paso de

agentes corrosivos para generar posibles daños al acero embebido en el concreto

en el caso de las estructuras de concreto armado. También es importante destacar

que este bloque experimental tiene mayor calidad y durabilidad con respecto al

tradicional.

5.2 Recomendaciones.

Debido al poco o nulo control de calidad que hay actualmente en el

país con respecto a la fabricación de bloques, se recomienda realizar

inspecciones de control de calidad programadas en las distintas

bloqueras, alfarerías y demás empresas en el área de fabricación de

bloques de concreto para mejorar los procesos de fabricación y

asegurar que los materiales al momento de salir a la calle para darles

uso en la construcción cumplan con los requisitos mínimos

establecidos en la norma COVENIN. Dichas inspecciones de control

de calidad deben ser programadas y ejecutadas por el Colegio de

Ingenieros de Venezuela y la Cámara Venezolana de la

Construcción.

Gracias a la resistencia que le da la fibra a los bloques con respecto a

la fisuración, se recomienda realizar ensayos por corte para

determinar la verdadera capacidad de soporte que pueden tener

estos bloques de concreto con fibra cuando es sometido a este

esfuerzo.

Page 102: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

89

Se recomienda utilizar aditivos en la mezcla para bloques de concreto

para posteriormente determinar si su resistencia a compresión

aumenta y que tan factible resulta económicamente hablando su

fabricación con este tipo de producto.

En vista de la escasez y altos costos por sobreprecio en la

adquisición de materiales para la construcción, se recomienda utilizar

materiales reciclables en la fabricación de bloques para determinar su

resistencia a compresión, por corte, impacto de costos, entre otros

factores que son importantes tomar en cuenta.

En busca de la mejora de resistencia en bloques de concreto

sometidos a compresión y debido a la gran cantidad de ventajas que

ofrecen las distintas fibras en el mercado actual, se recomienda

implementar otro tipo de fibra diferente a la utilizada en este trabajo

de grado con la finalidad de determinar que otras mejoras y ventajas

pueden aportar a nivel de fabricación de bloques de concreto.

Page 103: Análisis comparativo de la resistencia a compresión …...Análisis comparativo de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición de fibra de polipropileno

90

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grado realizado en la Universidad Nueva Esparta, Caracas, Extraído el

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