UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

I Nataly Luces Chaiña Torres, como Licenciada de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Privada de Tacna, identificada con DNI 71326943. I Richard Antonio Moisés Larino Chura, como Licenciada de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Privada de Tacna, identificada con DNI 47520787. La tesis titulada Influencia del poliestireno expandido en la resistencia a la compresión, densidad y aislamiento térmico en unidades de mampostería de concreto en muros de carga en Tacna, 2021, tiene como objetivo investigar la influencia de poliestireno expandido sobre la resistencia a la compresión, densidad y aislamiento térmico de unidades macizas de albañilería de hormigón, así como determinar la cantidad óptima de adición para que estas unidades cumplan con las especificadas en la norma E.70 RNE Albañilería, además de comparar los costes de Agregar poliestireno expandido al concreto.

Se utilizó el tipo de investigación experimental, a nivel perceptual, ya que se elaborarán muestras de unidades de mampostería con diferentes proporciones de poliestireno expandido que reemplazarán diferentes porcentajes de arena en la mezcla. Finalmente se concluyó que la adición de poliestireno expandido al concreto reduce la resistencia a la compresión del diseño, además de la densidad del concreto, haciéndolo más liviano y de igual manera la adición de poliestireno expandido mejora el aislamiento térmico del mampostería- unidades. , y también reduce el coste de fabricación por bloque.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Descripción del problema
Formulación del problema

Problema general
Problemas específicos

Justificación e importancia de la investigación
Objetivos

Objetivo general
Objetivos específicos

Hipótesis

Hipótesis general
Hipótesis específicas

¿Cuál será la diferencia de costo por la adición de poliestireno en unidades de mampostería de concreto? Determinar la influencia del poliestireno expandido sobre la resistencia a la compresión, la densidad y el aislamiento térmico en unidades de mampostería de hormigón. Compare el costo-beneficio de unidades de concreto y concreto liviano a base de poliestireno expandido.

Agregar poliestireno a la mezcla de concreto disminuirá la densidad de las unidades de mampostería. Agregar poliestireno a la mezcla de concreto en cualquier cantidad disminuirá la resistencia de las unidades de mampostería.

MARCO TEÓRICO

Antecedentes del estudio

Antecedentes internacionales
Antecedentes nacionales

Bases teóricas

Concreto
Concreto ligero
Resistencia a la compresión
Densidad
Poliestireno expandido
Unidad de albañilería
Aislamiento térmico

Definición de términos

Agregado fino
Agregado grueso
Agregado ligero
Cemento

MARCO METODOLÓGICO

Tipo y nivel de investigación
Población y/o muestra de estudio

Población
Muestra

Operacionalización de variables
Técnicas e instrumentos para recolección de datos
Procesamiento y análisis de datos

Análisis de materiales
Diseño de mezcla de concreto
Ensayos de calidad para unidades de albañilería solida

La población de estudio estará conformada por unidades sólidas de mampostería de 10 cm de alto, 14 cm de ancho y 24 cm de alto, fabricadas con concreto poliestireno expandido en el Distrito de Tacna, Provincia de Tacna. Para desarrollar la operacionalización de las variables se ha tenido en cuenta lo planteado en el plan de tesis, como se muestra en la matriz de consistencia, la cual resume el problema, los objetivos, las hipótesis y finalmente las variables, como se muestra en el anexo. Para la recolección de datos que se utilizarán para esta investigación, serán del tipo observación y análisis de contenido, los cuales se dividirán en 4 etapas, primero para el análisis de materiales, segundo para el cálculo del diseño de mezcla, tercero para la calidad. pruebas de unidades de mampostería sólida según la norma E070 de la normativa nacional de construcción y finalmente estimando el costo de agregar poliestireno al diseño de la mezcla.

Para el desarrollo de esta prueba se utilizará la norma ASTM C-136, la cual contiene las especificaciones técnicas para su implementación y también se utilizará una hoja de cálculo Excel, donde se analizarán los resultados. Para el desarrollo de esta prueba se utilizará la norma ASTM C-128, la cual contiene las especificaciones técnicas para su implementación y también se utilizará una hoja de cálculo Excel, donde se analizarán los resultados. Para el desarrollo de esta prueba se utilizará la norma ASTM C-127, la cual contiene las especificaciones técnicas para su implementación y una hoja de cálculo Excel donde se analizarán los resultados.

Para el desarrollo de esta prueba se utilizará la norma ASTM C-29, la cual contiene las especificaciones técnicas para su implementación, además se utilizará una hoja de cálculo Excel en la cual se analizarán los resultados. Para el desarrollo de esta prueba se utilizará la norma ASTM D-2216, la cual contiene las especificaciones técnicas para su implementación, además se utilizará una hoja de cálculo Excel en la cual se analizarán los resultados. Para el desarrollo de esta prueba se utilizará la norma NTP 339.035 o ASTM C-143, la cual contiene las especificaciones técnicas para su implementación, además se utilizará una hoja de cálculo Excel en la cual se analizarán los resultados.

En el caso de los ladrillos macizos de mampostería de hormigón, la norma E-070 establece que debemos utilizar 10 ladrillos de mampostería como muestra sobre los que se realizarán los siguientes ensayos de calidad. El desarrollo de las pruebas utilizará las normas NTP 399.604 y 399.613, las cuales contienen las especificaciones técnicas para su implementación. Además, se utilizará una hoja de cálculo Excel en la que se procesarán y analizarán todos los resultados obtenidos. Además, se realizará una prueba no estandarizada para medir el aislamiento térmico de los ladrillos macizos de mampostería, donde usaremos de 6 a 10 bloques de concreto para crear un ambiente cerrado en el cual usaremos un termómetro de temperatura ambiente para medir la temperatura. en el interior, después de permanecer aislados de 1 a 10 horas, esta prueba se realiza al aire libre, luego la comparamos con la temperatura ambiente exterior durante este tiempo y analizamos los resultados obtenidos.

RESULTADOS

Análisis de materiales

Análisis granulométrico por tamizado
Gravedad específica y absorción de la arena
Gravedad específica y absorción de la grava
Ensayo de pesos unitarios
Ensayo de humedad natural
Ensayo del "Cono de Abrams" o “Slump”

Diseño de mezcla de concreto

Cálculo de diseño de mezcla sin poliestireno expandido

Cálculo de la resistencia a la compresión requerida
Contenido de agua
Relación agua – cemento
Contenido de cemento
Peso del agregado grueso
Volúmenes absolutos
Diseño de mezcla seco
Corrección por humedad y aporte de agua a la mezcla
Presentación del diseño de mezcla

Cálculo de diseño de mezcla con poliestireno expandido

Reemplazando 10 % del agregado fino

Ensayos de calidad para unidades de albañilería

Ensayo de variabilidad dimensional
Ensayo de alabeo
Ensayo de resistencia a la compresión
Ensayo de absorción
Medición del aislamiento térmico
Cálculo de la densidad de las unidades de albañilería

Evaluación de costos de la adición de poliestireno en el diseño de mezcla

DISCUSIÓN

Con los materiales aprobados, el diseño de la mezcla de concreto se calculó para una resistencia a la compresión (f´c) de 140 kg cm⁄ 2, esta resistencia a la compresión se eligió para que el diseño funcione en base a una relación óptima agua cemento, que da la resistencia y trabajabilidad del hormigón, además de superar en 90 kg cm⁄ 2 el mínimo determinado por la norma E070 en la que especifica una resistencia mínima a la compresión para bloques portantes de 50 kg cm⁄ 2 para lo cual teníamos un amplio margen de cumplimiento en caso de que las unidades de albañilería quedaran muy debilitadas con la adición de poliestireno expandido, de igual manera se decidió reemplazar el 50 por ciento del agregado fino por poliestireno expandido para evaluar la influencia que tendría en la mezcla. Luego de realizado el diseño de la mezcla, se prepararon 10 unidades de mampostería sin poliestireno expandido y 10 con y 50% de poliestireno expandido en reemplazo del agregado fino respectivamente, sumando un total de 60 unidades, las cuales primero pasaron las pruebas requeridas para su aprobación como unidades de albañilería maciza según norma E070 de la normativa nacional de edificación, si bien el objetivo de la tesis es analizar la influencia en la resistencia a la presión, densidad y aislamiento térmico de unidades de albañilería con poliestireno expandido, también podemos destacar y . En cuanto a la absorción de las unidades de albañilería para 10% poliestireno expandido tenemos 4.08% de absorción, para 20% poliestireno expandido tenemos 4.52% de absorción, para 30% poliestireno expandido tenemos 5% de absorción, para 40% poliestireno expandido tenemos 5.67% de absorción absorción y para un 50% de poliestireno expandido tenemos un 6,32% de absorción.

Esto quiere decir que si se añade poliestireno expandido a la mezcla tiende a aumentar su absorción, sin embargo, todavía tenemos una gran diferencia con el máximo permitido por la norma E070, que especifica que las unidades de mampostería maciza para muros de carga no superan los 12 % de absorción. Finalmente se calculó el costo por bloque de unidades de albañilería con poliestireno expandido ya que uno de nuestros objetivos era calcular la diferencia de costo entre unidades de albañilería maciza con y sin poliestireno expandido. Una vez finalizada la fabricación, se determinó el costo de cada muestra, dando como resultado S /. 0.01, es decir 0.7% del costo total, se diferencia de Héctor Manuel, Amasifuén Polo, quien obtuvo en su tesis un incremento del 10% en el precio del bloque con poliestireno expandido, esto debido a la no utilización de agregado grueso y la adición de perlas de poliestireno expandido a la mezcla (Amasifuén, 2018).

Los elementos de hormigón en masa con la adición de poliestireno expandido en sustitución de arena en un 50% y 50%, respectivamente, mostraron una reducción en la resistencia a la compresión de 146,29 kg cm⁄ 2 cuando se añadió 10% de poliestireno expandido y 102,34 kg cm⁄ 2. ⁄ 2 cuando se agrega 50% de poliestireno expandido, lo que genera una diferencia de 43.95 kg cm⁄ 2, de igual manera la densidad promedio obtenida en el estudio disminuye con la adición de poliestireno expandido y es de 2364 kg m⁄ 3 cuando se agrega 10% se agrega y 2040 kg m⁄ 3 cuando se agrega el 50%, generando una diferencia de 324 kg m⁄ 3 , pero en términos de aislamiento térmico, se encuentra que cuanto mayor es el porcentaje de poliestireno expandido, mayor es la diferencia de temperatura entre los dentro y fuera del confinamiento del bloque, con una diferencia de 0,6°C cuando se añadió 10% y 2,4°C cuando se añadió 50% de poliestireno expandido a la mezcla. Dado que todos los ladrillos han pasado todas las pruebas de calidad, se pueden utilizar en el campo, pero dado que las muestras con un 20% de poliestireno expandido en lugar de agregado fino lograron una resistencia a la compresión de 141,25 kg cm⁄ 2, este valor no es menor y se acerca más a 140. kg cm⁄ 2 calculados en el diseño de la mezcla, por lo que se concluye que 20% sería la cantidad óptima de poliestireno expandido que se debería aplicar a la mezcla de concreto. De esto podemos concluir que aumentar la proporción de poliestireno expandido en la mezcla conduce a una disminución en su precio, siendo la mayor adición la que, según los resultados, crea el costo de un bloque sin material de poliestireno expandido es el mismo. a S/ 1,49.

Pero con la adición de un 50% de poliestireno expandido en sustitución del agregado fino, el precio del bloque equivale a S/. 1.48, dando una diferencia de S/0.01 de costo entre ambos, lo que supone una reducción de costo de 0.7% sin la adición de poliestireno expandido. Se recomienda que la Universidad Privada de Tacna impulse a sus estudiantes a complementar la investigación con adiciones de poliestireno expandido en sustitución del agregado fino y agregado grueso, con el fin de analizar el impacto que traerá dicho cambio al que se pueda aplicar el método. de ACI, tal como se hizo para el cálculo del diseño de mezcla en esta tesis, a través de los volúmenes absolutos. Analizar la influencia del poliestireno expandido según el tamaño y tipo de muestra, para evaluar también el costo de producción de cada unidad.