Análisis de comparación con los diferentes resultados de concreto

“AÑO DE LA UNIDAD, LA PAZ Y EL DESARROLLO”

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU  

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y MECANICA  INGENIERIA CIVIL  

TEMA:

“ANÁLISIS DE COMPARACIÓN CON LOS DIFERENTES RESULTADOS DE CONCRETO

ARMADO CON FIBRAS DE ACERO RECICLADO DE LAS DEMOLICIONES, MEDIANTE ENSAYOS DE FLEXIÓN Y  COMPRENSIÓN RESPECTO CON LA NORMA ASTM C31"

AUTORES:

• MORALES QUISPE, FIORELLA VIRNNA

• GUTIÉRREZ QUISPE, CHRISTIAN JOSÉ  

LINEA DE INVESTIGACIÓN:

ORGANIZACIÓN Y MEJORA DE PROCESOS INDUSTRIALES

AREQUIPA – PERÚ-2023

INDICE

INTRODUCCIÓN        2

Justificación        4

Marco Teórico        5

Fibras de acero        5

Concreto        6

Acero de Refuerzo del concreto        6

Concreto reforzado con fibras de acero (CRFA).        6

Ensayo de flexión        7

Ensayo de compresión        8

DESARROLLO        8

Cierre        8

INTRODUCCIÓN

En el campo de la construcción, tanto los procesos constructivos como los materiales y materias primas empleados se actualizan constantemente, lo que demanda un estudio más detallado de sus efectos en aplicaciones generales del rubro en mención. Dicho lo anterior, es importante comprender que el concreto tiene resistencia a la compresión, pero no resiste bien las fuerzas de tracción, al dimensionar elementos estructurales para diferentes proyectos, se mitiga este detrimento. Esto debido, a la inclusión de armaduras de varillas de acero en el concreto, que soportan esfuerzos de tracción después de la fisuración del concreto, además de su uso en el concreto pretensado, de esta manera el concreto está en un estado comprimido. Para el concreto armado, la tensión fractura bajo la acción de fuerzas de tracción es mucho menor que la deformación plástica del refuerzo de acero y grietas en el concreto en la medida en que cómo cualquier carga significativa se transfiere al acero. En algunos casos la cantidad nominal o mínima de acero que puede reducir la propagación descontrolada de grietas o prevenir destrucción por sobrecarga accidental, para estos casos, el ancho de la grieta no puede ser calcular con precisión.

En determinados casos, una alternativa a las barras de refuerzo de acero convencionales, puede ser las fibras de acero (fibras) mezcladas en concreto. Diversos materiales se han utilizado durante mucho tiempo como materias primas en el sector de la construcción debido a su disponibilidad y/o cantidad, o bien a su mejora mediante su uso como componente principal de estructuras y elementos estructurales. Claro. Uno de esos materiales es la fibra, que se ha utilizado durante mucho tiempo para reforzar materiales quebradizos[1]. Esta innovación del campo constructivo surgió hace mucho tiempo (la primera solicitud de patente se presentó en 1874), pero se usó muy poco en esa época, especialmente se usó para reparar cráteres de bombas en las pistas mientras ocurría la Segunda guerra Mundial. Sin embargo, en la década de 1970, este material comenzó a utilizarse en fines comerciales, especialmente en Europa, Japón y EE.UU. La utilización de las fibras de acero en el concreto para mejorar el comportamiento mecánico antes del agrietamiento y post-agrietamiento, ha obtenido gran aceptación en el campo de la construcción en las últimas décadas. Desde el año 1967 diferentes especímenes de fibras de acero se han manipulado en la elaboración del concreto de forma gratificante, además, se han incrementado las propiedades mecánicas y de estabilidad del concreto. Además, la información obtenida en investigaciones experimentales ha confirmado las cualidades de las fibras de acero para mejorar las propiedades físicas del concreto.[2]

Para esta investigación se analizará las mejoras mecánicas que obtiene el concreto con la adición de fibras de acero, materia que ha ganado gran acogida en el campo de la construcción como material de refuerzo en adiciones de concreto. El propósito principal de este estudio será el analizar de manera comparativa el efecto que tienen diferentes tipos de especímenes de concreto no reforzado y reforzado con fibras de acero; esto mediante resultados de ensayos realizados en diferentes especímenes de concreto, la añadidura de estas fibras en relación a su entereza mecánica a la compresión.

Justificación

En ingeniería civil, el hormigón es uno de los materiales más utilizados para la construcción, debido a su versatilidad, excelente trabajabilidad, adaptabilidad a cualquier espacio o patrón donde se vierte y al endurecer adquiere las propiedades de un bloque rocoso. El concreto se produce mezclando ingredientes esenciales como cemento, agregado de rocas, agua y aire, su función es resistir las fuerzas que actúan sobre él. Por ello, se ha buscado añadir un elemento, como son las fibras de acero, para mejorar cada una de sus propiedades y cuantificarlo económicamente. Dicho lo anterior, la presente investigación bibliográfica se realizará para conocer la dosificación óptima del porcentaje de fibras de acero utilizadas en el concreto, evidenciando con datos reales su efectividad[3]. El uso de fibras de acero será de beneficio tanto para quienes habitan en los edificios desarrollados como para los posibles fabricantes que obtendrían ganancias en base a la elaboración de fibras de acero.

Marco Teórico

Fibras de acero

 Las fibras de acero, son las más utilizadas en el refuerzo del concreto armado porque son las más eficientes y asequibles. El acero posee un módulo elástico diez veces mayor que el concreto; la fibra de acero tiene una gran fijación a la mezcla, alta elongación a la rotura, por otro lado, es simple de mezclar. Las fibras de acero se pueden obtener por diferentes procedimientos; normalmente se obtienen cortando cremallera, acero bajo en porcentaje de carbón. El radio de los alambres de oscila entre 0,125 a 0,40 mm. y la longitud del hilo de acero puede ser muy irregular, de 10 a 75 mm.[4]

Concreto

Es la mezcla de cemento, agua, aditivos, grava y arena lo que produce una mezcla denominada Concreto. “El cemento constituye sólo el 15% de la combinación de estos elementos, por esa razón ocupa el menor volumen; sin embargo, su presencia en la mezcla es fundamental ya que actúa como adherente. Se le agrega aditivos al concreto con diferentes funciones tales como aminorar el contenido de agua, mejorar su resistencia y aumentar su trabajabilidad.[3]

Acero de Refuerzo del concreto

La resistencia útil tanto a la tracción como a compresión del acero ordinario, es decir, el límite elástico, es en promedio quince veces la resistencia a la compresión del concreto estructural convencional y más de 100 veces la resistencia a la tracción del concreto. El acero, por otro lado, es un elemento más caro que el concreto. En consecuencia, estos dos materiales se usan mejor en combinación si el concreto se usa para resistir los esfuerzos de compresión y la tensión es soportada por el acero. De esta manera, en vigas de hormigón armado, el hormigón soporta la compresión, refuerzo longitudinal colocado cerca de la superficie de apoyo anti tracción y barras de acero adicionales contra la tracción basculante flexión causada por la fuerza cortante en la viga.[5]

Concreto reforzado con fibras de acero (CRFA).

 El concreto armado reforzado con fibras metálicas ha dejado de ser un material de construcción, para ser una alternativa utilizada para mejorar tanto el concreto simple no estructural como el concreto armado estructural con barras o mallas soldadas. Están claras las deficiencias de las propiedades de tracción del concreto simple convencional, lo que puede mejorarse añadiendo fibras de acero a la mezcla. Normalmente, las fibras de acero controlan el agrietamiento e incrementan la tenacidad del concreto. Se han llevado a cabo con éxito diversas investigaciones y trabajos prácticos para describir y analizar el comportamiento del hormigón. Pero, aun contando con información amplia en el tema, este sistema cuenta con poca utilización por parte de la población, debido a la falta de recomendaciones prácticas para corroborar su funcionamiento.[3]

Ensayo de flexión

Este método de prueba consiste en el uso de la carga por un tercio de la luz de la viga hasta que se presente una imperfección. El módulo de rotura se deducirá de acuerdo con la ubicación del mal funcionamiento: dentro del tercio medio o a una distancia de este, la cual no debe ser superior del 5 % de la luz libre. El uso de este método de prueba se emplea para definir la resistencia o la flexión de especímenes preparados y curados con NTP 339.033 o NTP 339.183. Las mediciones se calculan e informan como un módulo de ruptura. La resistencia determinada varía en el caso de la desigualdad de tamaño del espécimen, su preparación, condiciones de humedad o si la viga haya sido moldeada o cortada al tamaño requerido. El producto de este método de prueba se puede utilizar para determinar el funcionamiento de las especificaciones o como base para las operaciones de dosificación, la mezcla y colocación de concreto. Su funcionamiento está presente en pruebas de concreto para la construcción de placas y aceras.[6]

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