Concreto reforzado con macrofibras de polipropileno

RESISTENCIA DEL CONCRETO REFORZADO CON MACROFIBRA DE POLIPROPILENO

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INTEGRANTES:

Carlos Fabian Diaz Acosta

Jacquelin Dayana Montaño Orduña

Jhan Leonardo García Marroquín

Juan David Borda Gómez

Paula Andrea Fino Mercado

Wilson Camilo Fuentes Baquero

Resumen

Se estudia la influencia que tiene la incorporación de fibras de polipropileno en las propiedades del concreto en estado seco y húmedo. Las variables que se tienen en cuenta son el tamaño y cantidad de los finos en la arena, agregado grueso y fibra. Se elaboraron seis cilindros y dos viguetas, las cuales se ensayaron en tiempos de 7, 14 y 21 días. A ambos estados del concreto se le calculó la resistencia a compresión, gráfica resistencia a compresión de curado seco, gráfica resistencia a compresión de curado húmedo, gráfica de comparación de los ensayos propios con ensayos anteriores de resistencia tradicional. Por otra parte, se indicaron cada una de las fallas a compresión que se presentaron. Se determinó que la macrofibras de polipropileno como agregado para la mezcla de concreto, aumenta la resistencia a compresión y no a flexión, por tanto, es recomendable hacer diseño y uso de acero a flexión. En el concreto con adición de macrofibras, la falla en la estructura ocurre después de la aparición de la primera fisura. Estas fibras le permiten a la estructura continuar funcionando. Mientras que el concreto sin fibra al presentar la primera fisura falla, no hay una continuidad en la estructura y por eso puede destrozarse o colapsar. Por esta razón, se evidencia que el concreto con macrofibras tiene una mayor tenacidad que el concreto tradicional.

Palabras clave: Concreto, macrofibras de polipropileno, resistencia, durabilidad.

1. INTRODUCCIÓN

Durante décadas se han analizado variedad de mecanismos para la elaboración del concreto resistente, estudios han determinado que tipo de agregado puede aumentar la resistencia del concreto, en los cuales se encontraron, fibras de polipropileno, vidrio, nylon y fibras de acero; por tal motivo las características del concreto se estudiaron hasta llegar a encontrar un material que sustituya otro, en cierta cantidad y mejore en resistencia. La correcta preparación del concreto, prevendrá errores en cualquier tipo de obra civil, ya sea un puente, túnel, vía o viaducto, entre otras.      

Una de las ventajas que ofrece la fibra de polipropileno, es que no se requieren traslapos, entrando en énfasis en temas de costos, transportar un material de longitudes considerables genera un gasto más alto y complicaciones al momento de su descarga, sin dejar de lado el tiempo que se podrá ahorrar. Así mismo resaltando que su relación área/volumen es alta y requerimos de un mecanismo de control de grietas superficiales.

De tal manera que el desarrollo de este proyecto investigativo, se podrá determinar de manera experimental cómo reaccionará un concreto con agregados de fibras de polipropileno con porcentaje del 3%, basado en los cálculos realizados su resistencia será de 3500 PSI. Para dichas pruebas se elaboran 6 cilindros con diámetros de 15cm y altura de 30cm, tres de ellos serán introducidos en una piscina a una profundidad de 80cm, a este curado se conoce como fraguado. Los tres restantes se encontrarán a la intemperie, a este procedimiento se le conoce como curado en seco. Las fallas de dichos cilindros se realizarán en 7, 14 y 21 días.

2.  DESARROLLO DEL ARTÍCULO

La evolución del concreto reforzado con fibras de polipropileno ha evolucionado con el transcurrir del tiempo, hasta tal punto de llegar a ser una alternativa para llegar a mejorar la resistencia del concreto, de ser un material de construcción convencional a ser una solución a la durabilidad del concreto, la mayor parte de este tipo de experimentos se realizan para determinar la resistencia de dicho material para una estructura que esté apta para su funcionamiento. La mezcla se debe diseñar teniendo en cuenta la consistencia del concreto, tanto para estado seco como para estado endurecido. (Forero & Rodriguez,2017)

Las pruebas de laboratorio para el concreto son una de las principales acciones que deben llevarse a cabo cuando se trata de valorar la calidad y el tipo de resistencia o durabilidad que pueden tener determinadas estructuras, por lo tanto, en esta investigación se puede desarrollar el ensayo de compresión de cilindros y de flexión de vigas de concreto.

2.1 Materiales

En este estudio se diseñará una mezcla de concreto reforzado con macrofibras de polipropileno, este concreto se diseña con un porcentaje de fibra, el cual lo establecido fue del 3% Área/volumen, con el fin de analizar el comportamiento del material al entrar en contacto con el concreto, para ello es necesario realizar una mezcla óptima, en donde se adquieren los materiales necesarios, en la elaboración de los cilindros y las viguetas fue:

Tabla 1. Materiales utilizados

Fuente: Autores

se procede a la clasificación manual de los materiales, “Tabla 1.1: Materiales utilizados”, se realiza el respectivo tamizaje de la grava que al momento de llegar del lugar donde se adquirió, se encontraba con un tamaño de 2”, el procedimiento se realiza con un tamiz de ½” obteniendo de esta forma la cantidad deseada, 40,88Kg que a su vez se le adiciono 11Kg.

2.2 Clasificación granulométrica de la arena

La arena de río se usa ampliamente en el sector de la construcción para la elaboración de concretos para edificios y carreteras, así como en otras aplicaciones como el vidrio, la electrónica y la aeronáutica, en esta investigación se utiliza arena de río, está al tener material diminuto de grava, hace que sea más fácil la elaboración de un concreto resistente sin incurrir en gastos adicionales, como la arena convencional al ser demasiado fina, para este procedimiento se utilizó un tamiz N° 4 obteniendo un material acorde a lo establecido. (GreenFacts, 2015)

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