UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MATERIALES

TESIS

“INFLUENCIA DE LA RELACION VOLUMETRICA DE ARENA Y CONFITILLO SOBRE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECANICAS DE UN LADRILLO DE CONCRETO PARA LA

CONSTRUCCIÓN DE MUROS CON CARGA VIVA”

PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO DE MATERIALES

AUTORES : Br. CASTILLO EUSTAQUIO, Marycarmen Br. VIERA DE JESÚS, Darwin Manuel ASESOR : Dr. ALVARADO QUINTANA, Hernán Co-Asesor : Ing. VÁSQUEZ ALFARO, Iván

TRUJILLO – PERÚ

2016

DEDICATORIA

A DIOS

A MIS PADRES TERESA Y HUMBERTO

A MI HIJO JOAQUÍN MATHÍAS

A MI HERMANA GUADALUPE Por protegerme durante todo mi camino y darme fuerzas para superar

obstáculos y dificultades a lo largo de toda mi vida, pero más que nada, gracias por haberme dado salud para lograr mis objetivos.

Por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por la motivación constante que me ha permitido ser una persona de bien, pero más que nada, gracias por su amor, trabajo y sacrificios en todos estos años, gracias a ustedes he logrado llegar hasta aquí y convertirme en lo que soy, ha sido un privilegio ser su hija.

Gracias, son los mejores padres y mi ejemplo a seguir.

Por apoyarme en los momentos difíciles y darme ánimos para alcanzar esta meta tan importante en mi vida. Gracias por ser la mejor amiga y Gracias porque tuviste que soportar largas horas sin mi compañía, sin

poder entender ¿porque?, pero déjame decirte que eres mi mayor orgullo, eres mi motor y motivo que me impulsa cada día a superarme.

Tu afecto, tu cariño, tu tierna mirada y tu dulce sonrisa son los denotantes de mi felicidad, de mi esfuerzo, de mis ganas de buscar lo mejor para ti. Gracias por existir. Eres y serás siempre mi vida y la luz de mis ojos. Te amo mi rey hermoso.

A MI GRAN AMOR

A MIS DOCENTES

Marycarmen Por estar conmigo en los buenos y malos momentos, por ser tan

paciente y ayudarme en todo; eres el mejor padre y esposo y me siento muy dichosa por tener un hombre tan bueno y correcto, le doy gracias a Dios por haberte puesto en mi camino y poder disfrutar contigo y nuestro hijo estos momentos tan felices en mi vida. Gracias a Dios a pesar de todos los obstáculos estamos juntos y disfrutando de nuestros logros y metas y esto solo es el principio de un futuro maravilloso que nos espera como profesionales y como familia. Te amo.

Por haberse tomado el arduo trabajo de transmitirme sus diversos conocimientos, sus orientaciones, su manera de trabajar, su persistencia, su paciencia y su motivación han sido fundamentales para mi formación.

Ellos han inculcado en mí un sentido de serenidad, responsabilidad y rigor académico sin los cuales no podría tener una formación completa.

En especial quiero agradecer a un docente en particular, él en especial a su manera se ha sabido ganar mi lealtad y mi admiración, porque más que un docente para mí es un amigo el cual en todo el periodo que estuve en la universidad me ayudo bastante brindándome sus conocimientos, su apoyo y en especial su amistad.

Gracias Ing. Iván Vásquez Alfaro.

A DIOS

Por darme una familia maravillosa, que a pesar de las adversidades de la vida siempre nos mantuvo juntos.

A MIS PADRES ELVA Y MANUEL Por haberme dado su constante apoyo a pesar de mis tropiezos y me impulsaron a salir adelante, gracias a ellos se me ve cumplida una de mis metas.

A MIS HERMANOS ALFRED Y LUCIA Por ser unas personas a las cuales quiero, siempre me brindaron su apoyo y estuvieron a mi lado en todo momento.

A MI HIJO JOAQUIN Por ser mi gran motivación, y mi distracción de todas las adversidades que se presentan, y me impulsas a cada día de ofrecerte siempre lo mejor de mí.

A MI ESPOSA MARYCARMEN

Por su apoyo y ánimo que me brinda día con día para alcanzar nuevas metas, tanto profesionales como personales.

AGRADECIMIENTO

Expresamos nuestro agradecimiento a la Escuela y Departamento Académico Profesional de Ingeniería de Materiales por brindarnos los ambientes de laboratorio para la realización de nuestro trabajo de investigación, así como su apoyo tecnológico en permitir el uso de sus equipos.

Mi más profundo agradecimiento a nuestro asesor de Tesis, Dr. Hernán Alvarado Quintana, por su apoyo, sus consejos, experiencia y orientación sin la cual no hubiese sido posible la realización y culminación del presente trabajo de investigación.

Al Ing. Iván Vásquez Alfaro, co-asesor de la Tesis, que desinteresadamente nos brindó las instalaciones del laboratorio, materiales y equipos para el desarrollo de esta investigación, y por su buena voluntad y confianza.

Nuestra sincera gratitud a toda la familia de Ingeniería de Materiales: Ingenieros Docentes, Plana Administrativa y compañeros. Por habernos acompañado en todo este tiempo que duro nuestra carrera profesional, por sus buenos consejos, su mano dura en la enseñanza, su ímpetu en el aprendizaje, y su apoyo en todos los momentos que estuvimos en nuestra casa de estudios, así mismo a la Universidad Nacional de Trujillo por cobijarnos en sus aulas y prestarnos sus instalaciones para realizar nuestros objetivos.

Los Autores.

ÍNDICE

Dedicatoria... ii

Agradecimiento ... v

Índice ... vi

Listado de figuras ... ix

Listado de tablas ... xii

Simbología ... xiv

Resumen ... xv

Abstract ... xvi

CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN 1.1. Realidad Problemática ... 1

1.2. Antecedentes ... 3

1.3. Fundamento Teórico... 4

A. Ladrillo de Concreto ... 4

B. Funciones estructurales y arquitectónicas ... 4

C. Composición de los Áridos ... 5

D. Concreto vibrado ... 5

E. Curado del concreto ... 7

1.4. Justificación ... 7

1.5. Problema de Investigación ... 9

1.7. Importancia ... 9

A. Científico y tecnológico ... 9

B. Social... 10

1.8. Objetivos ... 10

1.8.1. Objetivo General ... 10

1.8.2. Objetivos Específicos... 10

CAPÍTULO II. MATERIAL Y MÉTODOS 2.1. Material de Estudio ... 11

2.1.1. Universo Objetivo ... 11

2.1.2. Universo Muestral ... 11

2.1.3. Muestra ... 11

2.2. Métodos y Técnicas ... 11

2.2.1. Diseño de Contrastación ... 11

2.2.2. Procedimiento Experimental ... 14

CAPÍTULO III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1. Ensayo de resistencia a la compresión ... 19

3.2. Ensayo de absorción ... 21

3.3. Determinación de la variación dimensional ... 22

3.4. Determinación del alabeo ... 23

CAPÍTULO IV.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4.1. Conclusiones ... 25

4.2. Recomendaciones ... 25

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 26

APÉNDICES ... 27

APÉNDICE I: Caracterización de la materia prima empleada en la investigación 28 APÉNDICE II: Resultados de los ensayo realizados ... 37

APÉNDICE III: Análisis estadístico de los resultados ... 47

ANEXOS ... 57

ANEXO I: Registro fotográfico ... 58

LISTADO DE FIGURAS

Figura 1: Esquema de Investigación. 9

Figura 2: Ladrillo de concreto y sus dimensiones 11

Figura 3: Diagrama de flujo del Procedimiento Experimental 14 Figura 4: Incremento de la resistencia a la compresión en función a la relación

volumétrica arena: confitillo en los ladrillos de concreto. 19 Figura 5: Efecto del % de Absorción en función de la relación volumétrica arena:

confitillo. 21

Figura 6: Efecto de la variación dimensional (%) en función de la relación

volumétrica arena: confitillo. 23

Figura 7: Alabeo (mm) de los ladrillos en función de la relación volumétrica arena:

confitillo. 24

Figura 8: Curva granulométrica del agregado fino, arena. 30 Figura 9: Curva granulométrica del agregado grueso, confitillo. 31 Figura 10: Ajuste granulométrico de los áridos a la curva de Fuller. 32 Figura 11: Agregados extraídos de la cantera El Milagro, Arena y confitillo

respectivamente. 59

Figura 12: Agua procedente de la localidad de Trujillo, UNT. 59

Figura 13: Cemento Pacasmayo tipo ICo. 59

Figura 14: Muestreo de agregados para la caracterización de los mismos. 60 Figura 15: Pesaje y secado de agregados, para determinar porcentaje de humedad y

material orgánico 60

Figura 16: Ensayo granulométrico de agregados para el análisis correspondiente y determinación del módulo de finura y tamaño máximo nominal. 61

Figura 17: Materiales de trabajo que permiten determinar el peso unitario de los

agregados. 61

Figura 18: Chuseado de los agregados para acomodar el material, reduciendo espacios

vacíos. 62

Figura 19: Determinación del peso unitario de la arena. 62 Figura 20: Determinación del peso unitario del confitillo. 62 Figura 21: Peso de las muestras del peso unitario seco suelto y compacto. 63 Figura 22: Saturación de los agregados para determinar % de absorción, y peso

específico de la arena y el confitillo. 63

Figura 23: Rola de la fiola. 63

Figura 24: Procedimiento de compactación para el cono de arena, (a) Secado de la

arena, (b) compactación y (c) desmolde. 64

Figura 25: Procedimiento para determinar el peso específico y la absorción del

agregado grueso, confitillo; (a) peso suspendido del agregado, (b) secado del

agregado y (c) peso saturado. 65

Figura 26: Después de cada dosificación, se mezclan los materiales en seco, luego con

agua, hasta obtener una mezcla semiseca. 66

Figura 27: Molde metálico de 5 huecos con dimensiones 24 cm de largo x13 cm de

ancho y 9 cm de altura. 66

Figura 28: Desmolde de ladrillos de concreto. 66

Figura 29: Curado de ladrillos, cubierto por plásticos por un periodo de siete días. 67 Figura 30: Codificación de los ladrillos de concreto. 67 Figura 31: Medición de la variación dimensional del ladrillo de concreto después del

tiempo de curado. 67

Figura 33: Medición del alabeo del ladrillo de concreto. 68 Figura 34: Técnica del capping para el refrendado de las probetas, y mejor lectura de

datos en la resistencia a la compresión. 68

Figura 35: Ensayo de resistencia a la compresión. 69

Figura 36: Obtención de la masa seca y saturada de los ladrillos de concreto. 69 Figura 37: Ensayo de Arquímedes, para determinar la absorción. 70 Figura 38: Toma de datos, para el proceso de análisis estadístico. 70

LISTADO DE TABLAS

Tabla 1: Matriz de diseño unifactorial 12

Tabla 2: Granulometría de la arena. 29

Tabla 3: Resultado de la composición de la muestra para el módulo de fineza 29

Tabla 4: Granulometría del confitillo. 30

Tabla 5: Resultado de la composición de la muestra para el TM, TMN y MF 31 Tabla 6: Datos para el ajuste granulométrico de los áridos a la curva de Fuller. 32 Tabla 7: Datos para determinar la absorción y el peso específico de la arena. 33 Tabla 8: Datos para determinar la absorción y el peso específico del confitillo. 33 Tabla 9: Resultados registrados para el peso unitario del agregado grueso. 34 Tabla 10: Resultados registrados para el peso unitario del confitillo. 35 Tabla 11: Datos obtenidos por la determinación de Humedad. 36 Tabla 12: Resistencia a la compresión de las muestra a1 38 Tabla 13: Resistencia a la compresión de las muestra a2 38 Tabla 14: Resistencia a la compresión de las muestra a3 38 Tabla 15: Resistencia a la compresión de las muestra a4 39 Tabla 16: Resistencia a la compresión de las muestra a5 39 Tabla 17: Resultado de la Absorción de las muestra a1 40 Tabla 18: Resultado de la Absorción de las muestras a2 40 Tabla 19: Resultado de la Absorción de las muestras a3 40 Tabla 20: Resultado de la Absorción de las muestras a4 41

Tabla 21: Resultado de la Absorción de las muestras a5 41 Tabla 22: Datos individuales de los ladrillos con respecto a la variación dimensional,

largo. 42

Tabla 23: Datos individuales de los ladrillos con respecto a la variación dimensional,

ancho. 43

Tabla 24: Datos individuales de los ladrillos con respecto a la variación dimensional,

alto. 44

Tabla 25: Datos individuales de los ladrillos con respecto a la variación dimensional

volumétrica. 45

Tabla 26: Datos individuales de los ladrillos con respecto al alabeo. 46 Tabla 27: Resultados para el parámetro de resistencia a la compresión. 48 Tabla 28: Analisis de varianza de los resultados experimentales. 50 Tabla 29: Resultados para el parámetro de absorción. 50 Tabla 30: Analisis de varianza de los resultados experimentales. 52 Tabla 31: Resultados para el parámetro de variación dimensional. 52 Tabla 32: Analisis de varianza de los resultados experimentales. 54

Tabla 33: Resultados para el parámetro de alabeo. 54

Tabla 34: Analisis de varianza de los resultados experimentales. 56

SIMBOLOGÍA ASTM: American Society for Testing and Materials.

ACI : American Concrete Institute.

a/c : Relación agua/cemento.

cm : Centímetros.

cm² : Centímetro cuadrado.

gr : Gramos.

kg/cm² : Kilogramo por centímetro cuadrado.

kg/cm³ : Kilogramo por centímetro cubico.

kg : Kilogramo.

m³ : Metro cubico mm : Milímetro.

mm³ : Milímetro cubico

NTP : Norma Técnica Peruana.

MF : Modulo de fineza

TMN : Tamaño máximo nominal TM : Tamaño máximo

pulg : Pulgadas.

RESUMEN

Este trabajo evalúa la influencia de la relación volumétrica de arena y confitillo sobre las propiedades físicas y mecánicas de un ladrillo de concreto para la construcción de muros con carga viva.

Para la preparación y caracterización de este ladrillo de concreto se empleó Cemento Pacasmayo Tipo ICo, arena de 4.25 mm - 0.075 mm, confitillo de 3/8”, ambas provenientes de la cantera “El Milagro”, y agua potable de la ciudad de Trujillo; a los agregados, arena y confitillo se les caracterizó mediante Análisis de Granulometría, Contenido de Humedad, Contenido de Material Orgánico, Absorción y Peso Específico.

La variación de la relación volumétrica de agregados (arena: confitillo) fue trabajada con 5 niveles, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, con una relación agua/ cemento de 1.

Se obtuvieron ladrillos de concreto de 5 huecos con dimensiones de 24 cm de largo, 13 cm de ancho y 9 cm de altura, para evaluar la Resistencia a la Compresión en base a la norma NTP 339.604, la Absorción de Agua según la norma NTP 339.187, además para determinar la variación dimensional se llevó acabo siguiendo el procedimiento de la norma NTP 399.604, y la norma NTP 399.613 para determinar el alabeo. Los ladrillos fueron curados durante 7 días.

Se obtuvo que la relación volumétrica 2.5 es la idónea dentro del rango de cinco variables, con una máxima resistencia a la compresión de 34.5 Kg/cm², un mínimo de 1.63% de absorción, una variación dimensional de contracción de 0.08 % y con un alabeo de 0.182 mm.

El cálculo estadístico de análisis de varianza determinó que la variación volumétrica de arena: confitillo tiene influencia significativa tanto en la resistencia a la compresión, absorción, variación dimensional y alabeo; ya que el FO (OBSERVADO) es mayor que el FTABULAR.

ABSTRACT

In this research evaluated the influence of the volumetric ratio of sand and confitillo on physical and mechanical properties of a concrete brick for build walls with live load properties.

For the preparation and characterization of this brick concrete was used Cement Pacasmayo type ICo, sand of 4.25 mm to 0.075 mm of size, confitillo of 3/8" both from the quarry “El Milagro” and drinkable water from the city of Trujillo; to the aggregates, sand and confitillo were characterized by for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates, moisture content, organic matter content, Absorption and specific weight.

The variation of the volumetric ratio, sand:confitillo was worked with 5 levels, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, with a water/cement ratio (a/c) of 1.

The concrete bricks of 5 holes were obtained with dimensions 24 cm length, 13 cm width and 9 cm of height, for evaluate the compressive strength, the test was based on NTP 339.604 standard, the water absorption according to NTP 339.187 standard; also to determine the dimensional variation, the procedure followed of the standard NTP 399.604 and the standard NTP 399.613 for determine the warp. The bricks were cured for 7 days.

With the investigation was got that the volume ratio 2.5 is ideal within the range of five variables (volumetric ratio), with a maximum compressive strength of 34.5 kg/cm², a minimum of 1.63% absorption, a dimensional variation of contraction of 0.08% and a warp of 0.182 mm.

The statistical calculate and the variance analysis determined that the volumetric ratio of sand: confitillo, significant influence in compressive strength, absorption, dimensional variation and warp; because the FO(OBSERVED) is larger than the F(TABULAR).

CAPÍTULO I.

INTRODUCCIÓN 1.1. Realidad Problemática

En la actualidad los costos de construcción de vivienda son altos con tendencia a incrementarse, lo que origina que la mayoría de la población no puede acceder a ella.

Para los sectores de altos ingresos (sector A y B) hay actualmente una sobreoferta de viviendas mientras que para los sectores de menos recursos (D y E) la vivienda es inaccesible; en estos últimos sectores la autoconstrucción sigue siendo la alternativa constructiva más factible, sin embargo, debe contar con el apoyo técnico y financiero adecuado, permitiendo elevar el nivel de vida de la población con menos recursos.

(Barrera, 2014)

Cabe mencionar que nuestro País se ubica sobre el Círculo de Fuego del Pacífico, una de las zonas sísmicas más activas del mundo, donde además el medio ambiente es altamente erosivo, por lo que las edificaciones tienen que ser convenientemente analizadas, diseñadas y construidas, de modo que tengan un adecuado comportamiento ante todo tipo de solicitación. Hasta antes de 1970, los edificios de albañilería se construían sin las precauciones necesarias, por lo que generalmente sufrían serios daños estructurales cuando ocurrían los sismos, llegando incluso a colapsar ante los terremotos. En otros casos, se proporcionaba paredes con espesores exagerados y muros en abundancia, dando por resultado edificios seguros, pero antieconómicos. Es decir, estas edificaciones no seguían los lineamientos de un diseño racional, debido a que el ingeniero estructural no contaba con la información suficiente que le permitiese efectuar un diseño adecuado. (San Bartolome, 1994) Cuando la unidad de concreto no es de calidad requerida, el sistema pierde todas sus ventajas, la estructura se vuelve insegura y el peligro de colapso es eminente sobre todo en casos de sismo. Actualmente en nuestra ciudad se vienen elaborando unidad de albañilería de concreto artesanal. Sin embargo, la realidad artesanal es alarmante, donde la fabricación del bloque se realiza en precarias canchas de tierra, utilizando procedimientos rudimentarios y sin ningún tipo de control de la calidad del producto.

Esta realidad es tal vez el reflejo de una problemática social y política, de pases en

vías de desarrollo, donde las entidades gubernamentales no tienen la presencia social para hacer cumplir las normas y reglamentos tan profundamente difundidas.

En la ciudad de Trujillo muchas de las edificaciones existentes son estructuras auto construidas de albañilería donde el material que más se emplea son las unidades de arcilla y concreto. Este proceso de autoconstrucción hace que en la mayoría de edificaciones se empleen materiales de mala calidad, mano de obra no calificada y procesos constructivos no adecuados, es decir, no cumplen con el Reglamento Nacional de Edificaciones. Después de la evaluación del sismo ocurrido el 17 de Febrero del 2016, se ha demostrado que estas edificaciones son vulnerables a eventos sísmicos, en donde se emplearon unidades artesanales de concreto que tenían serias dificultades en su calidad generalmente producido por la mala calidad de los materiales utilizados en estos. (Radio Programas del Perú, 2016)

La presencia de plantas bloqueteras clandestinas, fabrican unidades de albañilería de concreto, sin control de calidad. Ya ha pasado suficiente tiempo desde que el Sur de nuestro país viene consecuentemente siendo afectado por sismos de regular magnitud, mientras en nuestra región no ha recibido ningún movimiento telúrico fuerte, este silencio sísmico debería alarmar en primera instancia al sector construcción, pero se observa que no se ha aprendido la lección, pues se sigue auto construyendo con los mismos materiales que nos han demostrado un mal comportamiento ante los eventos sísmicos aun siendo leves (menor a 4.2 grados a la escala de Richter). A la fecha no se ha realizado estudios que demuestren las propiedades mecánicas de las unidades de albañilería de concreto fabricadas artesanalmente. Si se sabe el comportamiento de la unidad de albañilería de concreto se podrá entender cómo se comportaría una edificación. (Diario El Peruano, 2015) Durante el desarrollo de la tesis se observará la influencia de la relación volumétrica de agregados en ladrillos de concreto para la construcción de muros; es por ello que con la presente investigación esperamos contribuir a superar estos problemas, y plantear las recomendaciones necesarias.

1.2. Antecedentes

 El proyecto de investigación “Fabricación de bloques de concreto con una mesa vibradora”, de los ensayos realizados en esta investigación con diferentes dosificaciones con agregados usuales y cementos Portland tipo I, se puede concluir que la mesa vibradora permite la fabricación de bloques vibracompactados resistentes; así mismo se propone como mezcla de diseño óptima la dosificación 1.7 que en proporción es 1:5:2 (cemento: arena: piedra) en volumen. (Peñaherrera, 2001)

 En el trabajo de investigación sobre “Bloqueta artesanal en la zona del cono Sur de la Ciudad de Tacna” describe de manera sencilla basada en datos y pruebas de laboratorio, la calidad de estos bloques con dimensiones 39cm de largo, 19 cm de ancho y 14 cm de altura. Como resultado a la resistencia a la compresión con 34.51 Kg/cm², un porcentaje a la absorción de 6.73%, una variación dimensional de 1.36% y alabeo de 2.00 mm. Estos ensayos se realizaron a los 28 días de curado.

(Collao, 2008)

 En la investigación “Influencia del porcentaje de agregado grueso reciclado sobre la resistencia a la compresión, absorción y durabilidad del concreto para bloque de muro”, se calculó que la resistencia a la compresión de estos bloques con dimensiones 40 cm de largo, 20 cm de ancho y 15 cm de altura, alcanzaron una resistencia a la compresión máxima de 98.29 Kg/cm² con un 40% de reemplazo de agregado reciclado, 1% de absorción de agua con el 20% de agregado reciclado y una durabilidad de 0.09 g/m²s^0.5. Estos ensayos se realizaron después de 28 días de curado. (Villarroel y Saldarriaga, 2015)

1.3. Fundamento Teórico A. Ladrillo de Concreto

Es la unidad de albañilería fabricado con cemento Pórtland, agua, y agregados cuyas dimensiones nominales, permitiéndole ser manipulada con una sola mano. Están dentro de la categoría de mampuestos, y son especialmente diseñados para la albañilería confinada y armada.

Los ladrillos de concreto elaborados de acuerdo a la NTP 399.601 deberán estar conformes a los cuatro tipos, tal como sigue:

- Tipo 24: Para su uso como unidades de enchape arquitectónico y muros exteriores sin revestimiento y para su uso donde se requiere alta resistencia a la compresión y resistencia a la penetración de la humedad y a la acción severa del frío.

- Tipo 17: Para uso general donde se requiere moderada resistencia a la compresión y resistencia a la acción del frío y a la penetración de la humedad.

- Tipo 14: Para uso general donde se requiere moderada resistencia a la compresión.

- Tipo 10: Para uso general donde se requiere moderada resistencia a la compresión.

Nota: Los requisitos para los ladrillos de concreto son también aplicables a enchapes de concreto macizo y a unidades de revestimiento de mayor tamaño de ladrillo.

De acuerdo con la NTP 399.601 las dimensiones máximas de los ladrillos de concreto serán menores de 290 mm. (Largo), 120 mm. (Ancho) y 190 mm. (Largo)

B. Funciones estructurales y arquitectónicas a) Estructural

La función estructural está ligada a la capacidad del muro para soportar o no carga, diferente a la de su propio peso, para lo cual se tendrán los siguientes tipos de mampostería:

- No portante o Carga Muerta: es aquella cuya función principal es la conformar muros que sirvan para divisar espacios, sin tener una función expresa o tácita de soportar techo o niveles superiores este tipo de mampostería conforma las particiones o fachadas en edificios con sistemas

- Portante o Carga Viva: La mampostería portante impone, adicionalmente a las características enunciadas anteriormente de acuerdo al tipo de exposición, la necesidad de una resistencia superior en los elementos, suficiente para soportar las cargas que debe soportar, o que tenga una resistencia tal que se diseñe la estructura para ella.

b) Arquitectónica

Los numerales anteriores han hecho referencia a la función estructural de la mampostería de concreto, la cual puede estar o no ligada a su función arquitectónica de acuerdo tan solo a la forma física que se la haya dado a las unidades. Entre las cuales tenemos: sencilla y con acabados.

C. Composición de los Áridos

Se trata de obtener una curva granulométrica formada por los áridos existentes, que sea lo más parecido a una curva patrón conocida y que es la que proporciona una compactación máxima de los elementos granulares, característica deseada en el hormigón. Normalmente esta curva patrón son las de Fuller y la de Bolomey. (Vázquez, 2011)

a) La Parábola de Fuller.- Se utiliza para dosificar:

- hormigones armados con áridos de río (redondos) - Diámetro máximo de 30 a 70 mm

- Cantidad de cemento por metro cúbico superiores a 300 kg/m³

b) La parábola de Bolomey.- Es una generalización de la de Fuller e incluye el cemento considerándolo como un árido más.

- Se aplica en hormigones en masa o con secciones fuertemente armadas - Con áridos triturados (machacados) y redondos.

D. Concreto vibrado a) Teoría de la vibración

La vibración es el método de asentamiento práctico más eficaz conseguido hasta ahora, dando un concreto de características bien definidas como son la resistencia mecánica, compacidad y un buen acabado.

La vibración consiste en someter al concreto a una serie de sacudidas y con una frecuencia elevada. Bajo este efecto, la masa de concreto que se halla en un estado más o menos suelto según su consistencia, entra a un proceso de acomodo y se va asentando uniforme y gradualmente, reduciendo notablemente el aire atrapado.

Nota.- El bloque vibrado con mesa alcanza el doble de resistencia que un bloque vibrado manualmente.

La unidad de albañilería, tiene en la resistencia a compresión, como una propiedad mecánica muy importante porque se relaciona con la resistencia del muro; cuanto mayor es la resistencia de la unidad de albañilería, aumenta proporcionalmente la resistencia del elemento estructural. Las propiedades físicas tales como la geometría, la densidad, la absorción y la eflorescencia, también influyen en la resistencia del elemento estructural.

Las variaciones de textura pueden lograrse controlando la granulometría del agregado y mediante otras operaciones, lo que permite obtener texturas superficiales finas, medias o gruesas.

b) Proceso de producción

Una condición imprescindible que deben satisfacer los bloques es su uniformidad, no sólo en lo relativo a la regularidades de sus dimensiones, en especial su altura, sino también en cuanto a la densidad, calidad, textura superficial y acabado.

La uniformidad de los bloques depende en gran medida de su proceso de fabricación y del mismo, son factores determinantes los siguientes:

- La cuidadosa selección de los agregados.

- El correcto estudio de la dosificación.

- El adecuado diseño del bloque.

- Una perfecta ejecución del mezclado, moldeo y compactación.

- Un adecuado curado y almacenamiento

E. Curado del concreto

Existen varios tipos de materiales, métodos y procedimientos para el curado del concreto, pero el objetivo es el mismo: garantizar el mantenimiento de un contenido satisfactorio de humedad y temperatura para que desarrolle las propiedades deseadas.

(Morales, 2012)

A continuación se mencionan los más importantes:

- Curado con agua por aspersión

El rociado de niebla o aspersión mediante boquilla o aspersores proporciona un curado excelente cuando la temperatura es bastante superior a la congelación.

- Materiales selladores

Se trata de membranas que se colocan sobre el concreto para reducir la pérdida de agua por evaporación.

La aplicación de películas plásticas es una de las mejores alternativas, se trata de hojas de polietileno con espesor de 0.10 mm transparentes, blancos o negras.

Al secar la mezcla de hormigón los diferentes componentes del cemento, reaccionan con el agua a diferentes velocidades, sumado el hecho de que no toda la masa del cemento se pone en contacto con el agua para hacer posible la combinación, mientras mayor es el tiempo en que el hormigón se mantenga húmedo, mayor es la resistencia que se puede obtener. (IMCYC, 2009)

1.4. Justificación

Este trabajo se realizará con la finalidad de resolver un problema en la fábrica de prefabricados “Master Block”, siendo participes de la disciplina en la construcción, encargados de combinar los materiales para satisfacer adecuadamente dichas necesidades, pero sin perder la calidad y características de dichos materiales.

La importancia de obtener concreto de resistencia estable, de durabilidad óptima, con las proporciones adecuadas es la razón principal del enfoque de este estudio, debido a que estos aspectos son los que idealmente deben cumplir los productores de concreto.

Lo que propone este proyecto de investigación es realizar un estudio experimental que permita definir la relación volumétrica de los agregados óptimas para fabricar ladrillos de concreto que cumplan las especificaciones de las Normas Peruanas NTP No 339.005 y NTP No 339.007: “Elementos de concreto, ladrillos y bloques usados en albañilería”; al evaluar sus resistencia mecánicas y físicas, con el diseño más óptimo y poder cumplir con la seguridad y calidad requerida por los clientes debido al auge que tiene actualmente la industria de la construcción.

En conclusión, este estudio permitirá predecir los efectos que sufre el concreto con cada alteración de la relación volumétrica de los agregados para obtener una mejora en las propiedades físicas y mecánicas de un ladrillo de concreto para muros con carga viva.

1.5. Problema de Investigación

¿En qué medida influye la relación volumétrica de arena y confitillo sobre la resistencia a la compresión, absorción, variación dimensional y alabeo en un ladrillo de concreto para la construcción de muros con carga viva?

V.I: Relación volumétrica de arena y confitillo.

V.D: Resistencia a la compresión, absorción, variación dimensional y alabeo.

Fenómeno: Fabricación de ladrillos de concreto.

1.6. Hipótesis

A medida que la relación volumétrica arena: confitillo incremente a favor del confitillo, la resistencia a la compresión aumentara, el porcentaje a la absorción de agua disminuirá, la variación dimensional y el alabeo serán mínimos.

1.7. Importancia

A. Científico y tecnológico:

Presentar a la comunidad científica los parámetros apropiados en relación volumetrica de los agregados, para obtener una mejora en las propiedades físicas y mecánicas de un ladrillo de concreto para muros con carga viva.

Lo fundamental de este proyecto es encontrar la influencia de la relación volumétrica de arena y confitillo sobre las propiedades físicas y mecánicas de un ladrillo de

 Arena

 Agua

 Confitillo

 Cemento tipo ICo

Relación volumétrica de arena y confitillo.

FABRICACIÓN DE LADRILLOS DE

CONCRETO

Compresión Absorción Variación dimensional Alabeo Figura 1: Esquema de Investigación.

concreto para la construcción de muros con carga viva. También obtener los mejores resultados que cumplan con la norma técnica de edificación E 070 Albañilería.

B. Social:

Proporcionar a la comunidad regional una nueva alternativa de mejorar sus productos de concreto con bajo equipamiento, alta eficiencia y tratamientos cortos.

La importancia de este trabajo de investigación es el desarrollo de la construcción, aporte al conocimiento y fabricación de nuevas técnicas científicas, siendo de beneficio a la sociedad.

1.8. Objetivos

1.8.1. Objetivo General

Evaluar la influencia de la relación volumétrica de arena y confitillo para la elaboración de ladrillos de concreto para muros con carga viva, que mejore su resistencia a la compresión, absorción, variación dimensional y alabeo.

1.8.2. Objetivos Específicos



Determinar la influencia de la relación volumétrica de arena y confitillo sobre la resistencia a la compresión de ladrillos para muro.



Evaluar la influencia de la variación de la relación volumétrica de arena y confitillo sobre la absorción en ladrillos de concreto, mediante la evaluación de pesos en el aparato de Arquímedes.



Explicar la influencia de la variación de la relación volumétrica de arena y confitillo sobre la variación dimensional y alabeo de los ladrillos de concreto para muros.



Verificar la influencia de la relación volumétrica arena: confitillo, sobre las propiedades físicas y mecánicas, mediante un análisis estadístico (ANAVA).

CAPÍTULO II.

MATERIAL Y MÉTODOS 2.1. Material de Estudio

2.1.1. Universo Objetivo:

Ladrillos de concreto 2.1.2. Universo Muestral:

Ladrillos de concreto elaborado con una mezcla de Cemento Pacasmayo tipo ICo, arena de 4.25 mm - 0.075 mm, confitillo de aproximadamente 3/8”, ambas provenientes de la cantera “El Milagro”, y agua potable de la localidad de Trujillo.

2.1.3. Muestra:

Se empleó 75 ladrillos de 5 huecos con dimensiones de 24 cm de largo x 13 cm de ancho y 9 cm de altura, elaborados a base de concreto.

Figura 2: Ladrillo de concreto y sus dimensiones

La caracterización detallada de los agregados se encuentra en el apéndice I.

2.2. Métodos y Técnicas

2.2.1. Diseño de Contrastación

Se aplicó el diseño experimental, tipo Unifactorial donde las variables en estudio y la matriz de diseño se presentan a continuación:

13 cm 9 cm

24 cm

 En el presente trabajo de investigación, se realizó un diseño experimental en el cual se varió la relación volumétrica de agregados arena: confitillo, donde se tuvo como variables independientes de estudio las relaciones 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5; teniéndose como variables respuesta a la Resistencia a la Compresión medida en Kg/cm², la Absorción y la Variación Dimensional en porcentaje (%), y el Alabeo en mm.

 En la tabla 1 se muestra la matriz de diseño realizada para la investigación, siendo este un diseño experimental del tipo Unifactorial.

Tabla 1: Matriz de diseño unifactorial

Variable Independiente

Variable Dependiente Resistencia

a la Compresión

(W)

Absorción (X)

Variación Dimensional

(Y)

Alabeo (Z)

A

a1 = 0.5

a1 W1

a1 W2

a1 W3

a1 W4

a1 W5

a1 X1

a1 X2

a1 X3

a1 X4

a1 X5

a1 Y1

a1 Y2

a1 Y3

a1 Y4

a1 Y5

a1 Z1

a1 Z2

a1 Z3

a1 Z4

a1 Z5

a2 = 1

a2 W1

a2 W2

a2 W3

a2 W4

a2 W5

a2 X1

a2 X2

a2 X3

a2 X4

a2 X5

a2 Y1

a2 Y2

a2 Y3

a2 Y4

a2 Y5

a2 Z1

a2 Z2

a2 Z3

a2 Z4

a2 Z5

a3 = 1.5

a3 W1

a3 W2

a3 W3

a3 W4

a3 W5

a3 X1

a3 X2

a3 X3

a3 X4

a3 X5

a3 Y1

a3 Y2

a3 Y3

a3 Y4

a3 Y5

a3 Z1

a3 Z2

a3 Z3

a3 Z4

a3 Z5

a4 = 2

a4 W1

a4 W2

a4 W3

a4 W4

a4 W5

a4 X1

a4 X2

a4 X3

a4 X4

a4 X5

a4 Y1

a4 Y2

a4 Y3

a4 Y4

a4 Y5

a4 Z1

a4 Z2

a4 Z3

a4 Z4

a4 Z5

a5 = 2.5

a5 W1

a5 W2

a5 W3

a5 W4

a5 W5

a5 X1

a5 X2

a5 X3

a5 X4

a5 X5

a5 Y1

a5 Y2

a5 Y3

a5 Y4

a5 Y5

a5 Z1

a5 Z2

a5 Z3

a5 Z4

a5 Z5

 Asimismo para el cálculo de pruebas por cada variable dependiente se realizó de la siguiente manera:

a) El número total de muestras para determinar la Resistencia a la Compresión se determinó mediante de la siguiente formula:

(Niveles de A) * (N° de réplicas) = (5) * (5) = 25 muestras b) El número total de muestras para determinar la Absorción se determinó

mediante de la siguiente formula:

(Niveles de A) * (N° de réplicas) = (5) * (5) = 25 muestras c) El número total de muestras para determinar la Variación Dimensional y

el Alabeo se determinó mediante de la siguiente formula:

(Niveles de A) * (N° de réplicas) = (5) * (5) = 25 muestras

 Finalmente el número de pruebas totales que se realizaron se determinó con la siguiente formula:

(N° de variables dependientes)*(N° de probetas) = (4)*(25) = 100 pruebas

2.2.2. Procedimiento Experimental

Los pasos que se siguieron en este trabajo de investigación se muestran en un diagrama de bloques representado en la figura 3 el cual posteriormente se describen cada uno de ellos.

Figura 3: Diagrama de flujo del Procedimiento Experimental

Agregados Arena: Confitillo

Agua Cemento Materia Prima

Caracterización física de agregados

Preparación del diseño de mezcla

Elaboración de probetas

Codificación y aleatorización de probetas

Curado de probetas

Caracterización en estado endurecido

Determinación del Alabeo ITINTEC 331.018 Determinación de la

Variacion Dimensional NTP 399.604 Ensayo de

Absorción NTP 339.187 Ensayo de Compresión

Norma NTP 339.604

Resultados, discusión y Análisis Estadísticos

a) Materia prima:

Para la elaboración de los bloques se empleó arena natural proveniente de las canteras del milagro y confitillo con tamaño máximo nominal de 3/8”. El cemento será Pacasmayo tipo ICo y el agua potable de la localidad de Trujillo.

b) Caracterización de Agregados

 Granulometría del agregado fino y grueso:

Se determinó la granulometría del agregado fino, usando la norma ASTM C136, para lo cual se separaron muestras de agregado y se hizo pasar dichas muestras por una serie de tamices (los cuales tienen aberturas cuadradas de diversos tamaños, según la norma ASTM E 11) y luego se procedió a pesar los materiales retenidos refiriéndolos en porcentajes con respecto al peso total, se encontró el Tamaño Nominal Máximo y el Modulo de Finura. Se realizó el mismo ensayo para el confitillo.

 Porcentaje de humedad de los agregados:

Se determinó el contenido de humedad de los agregados bajo la norma ASTM C566, la cual consistió en pesar las muestras en estado natural, luego se llevaron al horno para obtener el peso seco de los agregados y realizar el cálculo respectivo habiendo encontrando así el porcentaje de humedad.

 Peso unitario suelto seco y peso unitario compactado seco de los agregados:

Se determinó el peso unitario suelto y compactado seco de los agregados fino y grueso, bajo norma ASTM C 29, el cual consistió en llenar la muestra en un recipiente metálico de 5 L (o 10 L de capacidad) en tres capas de agregado y compactamos cada una de las capas para que el material quede bien acomodado (para el caso del peso unitario compactado seco), finalmente se nivelo con la parte superior del recipiente y se procedió a pesar el recipiente con la muestra, dividiendo el peso por el volumen del recipiente, obteniendo el peso compacto seco, para el peso unitario suelto se realiza de la misma forma excepto la compactación.

 Gravedad especifica (densidad), Absorción y Porcentaje de Vacíos de los Agregados:

Se determinó la Gravedad especifica (densidad), absorción y porcentaje de vacíos de una muestra de agregado fino bajo norma ASTM C 128, el cual es el cociente de dividir el peso de las partículas entre el volumen de las mismas sin considerar los vacíos entre ellas, se realizó de acuerdo al procedimiento estandarizado para su determinación en laboratorios, distinguiéndose tres maneras de expresarlo en función de las condiciones de saturación y el cual se encontró por fórmula.

Se determinó la gravedad específica (densidad), absorción y porcentaje de vacíos de una muestra de agregado grueso, bajo norma ASTM C 127, la cual cumple con lo mismo explicado anteriormente.

c) Diseño y preparación de la mezcla de concreto

El diseño de mezcla se basó en rangos y cantidades de agregados, cemento, agua encontrados mediante la caracterización de los agregados que utilizo en la elaboración de este tipo de concreto para ladrillos; además basado en el método de ACI (de acuerdo al comité ACI 211). Se procedió a tomar como unidad fija las cantidades de agua y cemento, variando el contenido de agregado fino y grueso (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5) en la mezcla de concreto.

Se mezclaron los áridos manualmente junto con el cemento, posteriormente se añadió la porción líquida en forma paulatina homogenizando al máximo la mezcla, se dio 10 minutos de mezclado, luego se procedió a realizar el vaciado del concreto en los moldes del ladrillo.

d) Elaboración y curado para bloque de muro

Se usó ladrillos estandarizados de 24 cm de largo, 13 cm de ancho y 9 cm de altura bajo Norma NTP 339.604 (ASTM C140), una vez obtenidas, se dejó curar al ambiente cubiertos con polietileno por 7 días.

e) Codificación y Aleatorización

Se extrajo ladrillos mediante sorteo, esta selección decidió el orden de ensayo.

Según esto se codifico y se ensayó.

f) Ensayos

 Absorción

Se determinó la capacidad de absorción de los ladrillos de concreto en estudio empleando la norma NTP 339.187 (ASTM C 642). Las probetas se sumergieron en agua y se procedieron a pesar (peso saturado), luego se procedió al secado en el horno a una temperatura de 110 °C durante 24 h.

luego, se dejó enfriar dentro del horno, para realizar el pesaje de las muestras, obteniendo los pesos secos de cada probeta en estudio. Con los pesos saturados y sumergido, se encontró mediante la fórmula del porcentaje de absorción.

A = {[ (M − D)

D ]} x100

- A: Absorción de agua - M: Masa saturada (gr.) - D: Masa seca (gr.)

 Resistencia a la Compresión

Las probetas se ensayaron en el equipo de comprensión digital (ELE) del laboratorio de concreto y Fractomecánica del departamento de Ingeniería de Materiales de la Universidad Nacional de Trujillo, según la norma NTP 339:604 (ASTM C109).

A P

fm 

- Fm: Es la resistencia a la compresión en MPa - P: Es la carga máxima total en N;

- A: Área de la superficie de carga en mm²

 Variación dimensional:

Para la determinación de la variación dimensional de las unidades de albañilería, se siguió el procedimiento indicado en las Normas NTP 399.604.

Este ensayo consistió en limpiar con una piedra plana las aristas y los lados de asiento del ladrillo para eliminar las partículas sueltas, se midió con una

regla graduada al milímetro, el largo, ancho y alto, a la mitad de las aristas que limitan cada cara.

La variabilidad dimensional esta expresó en porcentaje, mediante la siguiente fórmula:

V (%) = {[ (ME − MP)

ME ]} x100

- V: Variabilidad dimensional. (%)

- ME: Medida especificada por el fabricante (mm) - MP: Medida promedio (mm)

 Alabeo:

La mayor concavidad o convexidad del ladrillo produce un aumento en el espesor de la junta y disminuye la adherencia mortero-ladrillo al formarse vacíos en la zonas más alabeadas.

Para la determinación del alabeo de las unidades de albañilería, se siguió el procedimiento indicado en la Norma ITINTEC 331.018

Esta prueba se realizó con una regla metálica, la cual se colocó en forma diagonal y la cuña graduada, en ambas caras de asiento.

Los resultados se promediaron y se expresaron en milímetros enteros.

g) Resultados, discusión y análisis estadístico

Los resultados se presentan en tablas, para su discusión son referidos según las dosificaciones en estudio, de la siguiente manera: 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 Para la evaluación estadística de los resultados se utilizaron la prueba F (Fisher) para determinar la influencia de cada una de las variables en estudio.

El análisis de varianza (ANAVA) se efectuó a un nivel de confianza del 95%.

CAPÍTULO III.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A continuación se muestran y discuten los resultados obtenidos a través de los ensayos realizados sobre mezclas de concreto con diferentes proporciones de arena: confitillo, las propiedades evaluadas son en estado endurecido.

3.1. Ensayo de resistencia a la compresión:

En la figura 4 se presentan los resultados promedio obtenidos del ensayo de resistencia a la compresión (Kg/cm²), efectuados a los ladrillos de concreto con diferentes relaciones volumétricas, se presentan en la siguiente figura.

Figura 4: Incremento de la resistencia a la compresión en función a la relación volumétrica arena: confitillo en los ladrillos de concreto.

En esta figura se observa una relación lineal entre la resistencia a la compresión y la relación volumétrica arena: confitillo (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5). Donde se puede afirmar que, conforme se aumenta la relación volumétrica arena: confitillo, aumenta la resistencia a la compresión.

La resistencia a la compresión es una de las propiedades mecánicas del concreto que depende la relación agua/cemento (a/c) y al acomodo de sus constituyentes; en este trabajo de investigación, la a/c es constante, por lo que el aumento de la resistencia a la compresión se debe al buen acomodo de los agregados, ya que al ir agregando más

23.424 25.292

28.322

31.294

34.579

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 1 2 3 4 5

Resistencia Compresión (kg/cm2)

Relación volumétrica (Arena:Confitillo)

0.5 1 1.5 2 2.5

arena, se obtiene una mezcla con una distribución uniforme de agregados, haciendo un concreto menos poroso y obteniendo una mejor resistencia; esto se debe a que el tamaño de poro es inversamente proporcional a la resistencia, es por eso que se puede decir que a menor tamaño de poro, mayor será su resistencia.

Este acomodamiento de agregados se refleja en el acercamiento a la curva Fuller, la cual nos muestra que la relación volumétrica más óptima es la 2.5 debido a que presenta una granulometría que permite buen acomodo y buena homogenización en la mezcla lo cual ayuda en la consistencia del concreto.

En esta investigación el máximo valor obtenido fue en los ladrillos con una relación volumétrica de 2.5 logrando una resistencia de 34.579 kg/cm² mientras que la mínima fue de 23.424 kg/cm² con una relación volumétrica de 0.5.

Comparando nuestra investigación con (Peñaherrera, 2001) que fabrico bloques de concreto con una dosificación 1:7 (que en proporción es 1: 5:2) coincide como la relación más adecuada para lograr una buena resistencia a la compresión aun utilizando distinto tipo de cemento.

Si comparamos el trabajo de investigación de (Collao, 2008) indica que los bloques fabricados en Tacna, son superados por nuestra investigación, la cual solo logran

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.4 12.8 25.6

% Que Pasa

Abertura (mm)

Series1Fuller ArenaSeries2 ConfitilloSeries3 Mezcla de AridosSeries4

alcanzar 34.5 kg/cm² como máximo. Mientras que la investigación de (Villarroel y Saldarriaga, 2015) utilizando concreto reciclado en bloque para muro, logra una resistencia a la compresión máxima de 98.29 kg/cm². Ambos curaron sus probetas a 28 días, mientras que la presente investigación curo los ladrillos en 7 días logrando mejor resistencia a la compresión.

3.2. Ensayo de absorción

La figura 5 presenta los datos de la absorción promedio (%) de cinco réplicas de ladrillos de concreto, y que fueron calculadas con los valores de los pesos secos, pesos saturados y sumergidos; en función de la relación volumétrica arena: confitillo.

Figura 5: Efecto del % de Absorción en función de la relación volumétrica arena:

confitillo.

La figura 5 muestra en general que a medida que aumenta la relación volumétrica arena: confitillo, disminuye la absorción; llegando a una absorción mínima de 1.637% en la relación 2.5.

Los agregados toman agua de mezcla haciendo que se logre una mezcla con buena consistencia, mejor graduación y un acomodo óptimo de agregados por la distribución de tamaños de estos; por lo tanto no hay tanta absorción, es decir la absorción disminuye, porque la arena va aumentando, y por consecuencia deja menos espacios vacíos, haciendo el ladrillo menos poroso, es por eso que la absorción disminuye.

2.498

1.903

2.83

2.343

1.637

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

0 1 2 3 4 5

Absorción (%)

Relación volumétrica (Arena:Confitillo)

0.5 1 1.5 2 2.5

El acercamiento a la curva granulométrica de Fuller (ver apéndice I) se refleja en los resultados obtenidos, ya que esta homogenización disminuye la cantidad de espacios vacíos.

Se puede decir también que la relación volumétrica arena: confitillo, se combina con la masa cementante y forma una masa muy compacta que hace que el concreto sea un producto menos absorbente porque las partículas se encuentran más unidas, por ende habrá menos porosidad, como se da en el concreto con relación volumétrica arena: confitillo 2.5 que presento una absorción de 1.637%. La absorción está en función del tamaño de poro del agregado, si esta es más pequeño mejor será el acomodamiento.

Si comparamos el trabajo de investigación de (Collao, 2008) indica que los bloques fabricados en Tacna, son superados por nuestra investigación, los cuales logran alcanzar un 6.73% de absorción y esto se debe porque puede ser que la arena y piedra utilizada por dicho autor al realizar su caracterización de su material pueden tener un porcentaje de humedad y absorción mayor al material utilizado en esta tesis. Sus probetas fueron curadas a 28 días, mientras que la presente investigación curo los ladrillos en 7 días logrando menor porcentaje de absorción.

3.3. Determinación de la variación dimensional

En la figura 6 se presenta la variación dimensional volumétrica (%) promedio de los resultados obtenidos de las cinco réplicas de ladrillos de concreto en función de la relación volumétrica arena: confitillo.

Figura 6: Efecto de la variación dimensional (%) en función de la relación volumétrica arena: confitillo.

De esta figura se puede establecer que a medida que aumenta la relación volumétrica arena: confitillo, la mayoría de la variación dimensional se presentan por debajo de la línea 0 (cero), indicando contracción; llegando a una variación dimensional mínima de -0.08 en la relación 2.5.

Esto ocurre porque la arena se acomoda entre los espacios vacíos de las piedras, la cantidad de agua ayuda al asentamiento del concreto por lo que ocurre una leve contracción.

Revisando los antecedentes de esta tesis, no se encontraron estudios donde se evalué la relación volumétrica arena: confitillo sobre la variación dimensional del concreto.

3.4. Determinación del alabeo

En la figura 7 se observa una curva que representa el alabeo (mm) promedio de los resultados obtenidos de las cinco réplicas de ladrillos de concreto en función de la relación volumétrica arena: confitillo.

0.55

-0.36

-0.05

-0.53

-0.08

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8

0 1 2 3 4 5

Variación Dimensional (%)

Relación volumétrica (Arena:Confitillo)

0.5 1 1.5 2 2.5

Figura 7: Alabeo (mm) de los ladrillos en función de la relación volumétrica arena:

confitillo.

En esta figura se observa que el alabeo es casi lineal, excepto la relación volumétrica 1 se ve un leve aumento del alabeo y esto es porque pudieron influir factores como un curado pobre y un secado rápido, o pudo influir también el acomodamiento de la mezcla al momento de elaborar el ladrillo de concreto.

Este alabeo se debió al encogimiento y arqueo de las caras del ladrillo de concreto debido al secado o contracción relativa de la parte superior respecto a la base del mismo. Esta distorsión que sufren los ladrillos puede ser cóncava hacia arriba o cóncava hacia abajo, en este caso se trató de un alabeo cóncavo hacia arriba.

Revisando los antecedentes de esta tesis, no se encontraron estudios donde se evalué la relación volumétrica arena: confitillo sobre el alabeo en ladrillos de concreto.

0.178

0.197

0.175

0.180

0.182

0.17 0.175 0.18 0.185 0.19 0.195 0.2

0 1 2 3 4 5

Alabeo (mm)

Relación volumétrica (Arena:Confitillo)

0.5 1 1.5 2 2.5

CAPÍTULO IV.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4.1. Conclusiones:

 La relación volumétrica arena: confitillo idóneo para fabricar ladrillos de concreto es 2.5 puesto que con esta dosificación se alcanza un alto valor de resistencia, la absorción de agua es baja, posee baja variación dimensional y bajo alabeo.

 Se determinó que la relación más óptima en relación volumétrica de arena y confitillo sobre la resistencia a la compresión de ladrillos para muro es la muestra con relación volumétrica 2.5, con 34.5 Kg/cm², siendo el más consistente.

 Se evaluó la influencia de la relación volumétrica sobre la absorción en ladrillos de concreto, mediante la evaluación de pesos en el aparato de Arquímedes, obteniendo como resultado final 1.63%, es la que menor absorción de agua presenta debido a que la arena logra cubrir todos los espacios vacíos que deja el confitillo, haciéndolo compacto.

 La influencia de la relación volumétrica de arena: confitillo en la variación dimensional y alabeo de los ladrillos de concreto para muros, resulto ser la más óptima el ladrillo con relación volumétrica 2.5. Con una variación dimensional de -0.08% y un alabeo de 0.182 mm, debido que al tener una mezcla homogénea de agregados, el ladrillo al desmoldar no se expandirá, ni contraerá demasiado. Siendo los resultados muy bajo, pudiendo considerarse de baja importancia.

 La ANAVA confirma que las variables tienen influencia significativa sobre los valores de los distintos niveles, que son mayores que el error experimental.

4.2. Recomendaciones:

 Realizar investigaciones comparativas en ladrillos de concreto para muro a base de otros Cementos Portland adicionados, sobre las propiedades analizadas en esta investigación.

 Evaluar la influencia de distintos tamaños granulométricos de los agregados en la elaboración de ladrillos de concreto y compararlos con la presente investigación.

 Remplazar el método de vibrocompactación para ladrillos de concreto para muro y compararlos con las propiedades analizadas en esta investigación.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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http://www.imcyc.com/revista/1999/mayo/curado1.htm

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 VÁZQUEZ. (2011). Dosificación Fuller Bolomey. Obtenido de Scribd:

https://es.scribd.com/doc/54996184/Dosificacion-Fuller-Bolomey

 VILLARROEL Y SALDARRIAGA. (2015). Influencia del porcentaje de agregado grueso reciclado sobre la resistencia a la compresión, absorción y durabilidad del concreto para bloque de muro. Trujillo: Universidad Nacional de

APÉNDICES

APÉNDICE I

Caracterización de la materia prima

empleada en la investigación.

I. GRANULOMETRÍA (NTP 339.128).

1.1.Arena:

Tabla 2: Granulometría de la arena.

Tamiz Nº Abertura (mm)

Peso Retenido (gr.)

% Peso Retenido

% Peso Ret.

Acum. % Pasa

Nº 1" 25.41 0 0 0 100

Nº 3/4" 19.05 0 0 0 100

Nº 1/2" 12.70 0 0 0 100

Nº 3/8" 9.526 0 0 0 100

Nº 4 4.763 18.45 3.700 3.700 96.30

Nº8 2.381 61.87 12.40 16.10 83.90

Nº16 1.191 101.6 20.36 36.46 63.54

Nº30 0.595 119.5 23.94 60.40 39.60

Nº50 0.296 95.68 19.17 79.57 20.43

Nº100 0.149 57.73 11.57 91.14 8.860

Nº200 0.074 27.04 5.410 96.54 3.460

Malla ciega menor de 0,08 17.26 3.460 100.0 0

Tabla 3: Resultado de la composición de la muestra para el módulo de fineza Peso Inicial (gr)

499

Comp. de la Muestra

% Grava: 0.00

% Arena gruesa: 16.10

% Arena media: 44.30

% Arena fina: 36.15

% Limo - arcilloso: 3.46

Total 100.0

Módulo de Fineza (MF) 2.9