UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
“DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS REFORZADOS CON FIBRA
METÁLICA COMO ALTERNATIVA ALTERNATIVA PARA PARA PROYECTOS PROYECTOS UBICADOS EN LA REGIÓN PUNO”
TESIS PARA OPTAR EL TITULO DE
INGENIERO CIVIL PRESENTADO POR
Bach. ESAU ALFREDO APAZA QUISPE Bach. HORACIO LARICO CAPIA PUNO – PERU 2012
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA “DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS REFORZADOS CON FIBRA
METÁLICA COMO ALTERNATIVA PARA PROYECTOS UBICADOS EN LA REGIÓN PUNO”
TESIS PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE: INGENIERO CIVIL APROBADO POR:
Presidente de Jurado:
________________________________________ Ing. Raúl Fernando Echegaray Chambi
Primer Miembro:
________________________________________ Ing. Guillermo Néstor Fernández Sila
Segundo Miembro:
________________________________________ Ing. Daniel Coyla Sanchez
Director de Tesis:
________________________________________ Ing. Emilio Castillo Aroni
Asesor:
________________________________________ Ing. Juan Carlos Almonte Burgos
AGRADECIMIENTOS A Dios por todo lo que nos ha proporcionado y por habernos dado fuerzas para concluir esta fase da nuestra vida. A nuestros padres, que nos ayudaron durante la realización de nuestra tesis, fueron los mayores incentivadores y responsables también por casi todos los valores de buen carácter y buena conducta que aprendimos. A los otros miembros de nuestras familias y a nuestros amigos, por el incentivo, apoyo, cariño y por entender nuestra ausencia en determinadas ocasiones. A la Universidad Nacional del Altiplano de Puno por permitir el desarrollo de nuestro proyecto de investigación en sus laboratorios y a todas las personas que hacen parte de Laboratorio de Mecánica de Suelos y Construcciones de la EPIC. A la Empresa MACCAFERRI por los materiales facilitados para la ejecución de ensayos en concreto fibroreforzado. Finalmente a nuestros compañeros de universidad que compartieron las angustias y felicidades de esta fase de manera especial a todos los integrantes del Código 04-I.
RESUMEN El uso de las fibras metálicas como refuerzo del concreto es cada día más cotidiano en el Perú. Siendo la última década el comienzo de la utilización como refuerzo para pavimentos de concreto, definido por los códigos ACI como “losa de concreto que contiene fibras discontinuas y separadas, apoyadas sobre suelo, sometidas a cargas puntuales, distribuidas o lineales”. Las fibras metálicas como tal constituyen una micro –armadura la cual contrarresta el 1 fenómeno de fisuración por retracción, y le confiere al concreto una ductilidad que puede llegar a ser considerable de acuerdo a la cantidad de las fibras y su resistencia misma, 2 otorgándole en tales circunstancias una gran tenacidad al concreto. Estas propiedades, además de la resistencia a tracción, son medidas indirectamente mediante ensayos de flexión sobre vigas, según las Normas ASTM C 78, ASTM C 1018, C 1609 o JSCE-SF4. Para lo cual se realizo la adecuación de un equipo de rotura a compresión, con placas metálicas lo suficientemente rígidas como apoyo y transmisor de carga, según la norma elegida. En el Proyecto de Investigación fueron determinados el Modulo de Rotura, ductilidad, factor residual, para el concreto simple y con refuerzo de fibra metálica. Para ello se desarrollaron pruebas de laboratorio sobre vigas prismáticas de concreto reforzadas con diferentes cuantías de fibra metálica. Los análisis realizados contemplan el ensayo de 120 vigas prismáticas y 60 cilindros, para pruebas de resistencia a compresión, comprendiendo 2 tipos de fibras metálicas correspondientes a un fabricante, con dosificaciones recomendadas por el proveedor. Determinando factores representativos en función a las características evaluadas, modulo de rotura, deformación, carga y absorción de energía. Con los factores mencionados hallados, comunes a todas las fibras, se establece una escala cuantitativa (puntajes) para comparar los tipos y cuantías de fibras analizadas. Estos factores fueron complementados por un análisis de costo – beneficio, para cada uno de estos factores, de forma individual como comparativo, permitiendo observar que cada tipo de fibra define un comportamiento característico en función de la dosis. Además se realizo el diseño de pavimentos de concreto rígido, por medio de dos métodos diferentes (AASHTO y PCA) para características de tráfico, sub rasante y sub base presentados habitualmente en Puno. Con una variación en el valor del modulo de rotura encontrado en los ensayos de laboratorio, que contempla el aporte propio de las fibras en estado post-fisuración tomando que conlleva en el aumento de ductilidad,. Adicionalmente, en base a la evaluación en modelos similares de la eficiencia de transferencia de cargas ofrecido por las fibras, se efectuó la elección optima de dosificaciones de fibra. A partir del cual por medio de una comparación de los costos se obtuvo la variación para cada tipo de pavimento para diferentes alternativas propuestas. Las tablas y coeficientes hallados en el presente estudio constituyen herramientas de evaluación para los pavimentos de concreto reforzados con fibras metálicas, cuyos conceptos son aplicables para cualquier comparación entre diversos tipos y cuantías de fibras.
Palabras Clave: Concreto reforzado, Fibras Metálicas, Modulo de Rotura, Deformación, Diseño de Pavimento. 1
Ductilidad es la capacidad de un material de poder soportar apreciables deformaciones conservando buena resistencia. 2 Tenacidad es la capacidad de un material de oponerse a la propagación de la fisuración disipando energía de deformación.
